四分法教学模式.docx

点电荷电场及应用
---- 四分法教学模式实例分析

为了探讨基于电子白板背景下的“以学定教，自主合作”的“高效课堂”模式，研究如何有效设计和引导学生开展“自主、合作、探究”的学习，具体实践李学军校长提出的“四分法”课堂模式：10分钟左右的学生自主学习；10分钟左右的情况反馈；10分钟左右的教师指导；10分钟左右的练习巩固。我们设计了《点电荷电场及应用》课件，教案和学案。
电场部分内容概念较抽象，对学生综合处理问题能力的要求较高。在学习概念时采取对比的方法理解电场线的疏密与电场强度的大小的关系，等高线与等势面对比，教学中应紧扣各概念的定义和公式的适用条件。分析电场强度叠加的原理和微分法的理论依据及具体做法。引导学生根据分析在特定方向画出φ-x图和E-x图。学生在学习的过程中应注意概念的类比。注意体会微分法，叠加法和对称性的思想实质和具体方法。结合以往使用图像法进行分析的经验理解φ-x图和E-x图。分析具体的物理情景，体验思维过程，掌握解决问题的方法。

一， 学生自主学习：先填写学案，回顾点电荷的基本知识。在课程进行中分析等量电荷连线中垂线上，带电圆环轴线上，带电金属球或球面内外的场强分布和电势分布，画出E-x图和ɸ-x图。讨论E-x图面积，ɸ-x图切线斜率的意义。

二，学习情况反馈：学生在黑板上演示画出各种电场特定方向的E-x图和ɸ-x图。汇报讨论E-x图面积，ɸ-x图切线斜率意义的结论。

三， 教师课堂指导：先用课件展示点电荷电场分布，课程进行中用课件引导理解电场强度叠加与电势叠加的原理。展示各种电场特定方向的E-x图和ɸ-x图。用微分法类比v-t图分析E-x图面积，ɸ-x图切线斜率意义。对学生回答进行评价。

四，课堂练习巩固：学生完成学案实例分析。进行思维拓。

在教学中应注意调动学生学习的主动性和培养学生自学能力与习惯。注意学生的个别差异，在集体教学中实践因材施教。教师职责由系统讲授变为定向、引导、点拨等活动。根据课堂情况适当调整，利用课件把抽象问题形象化，具体化，突破数学方法解决物理问题的难点。

附一： 《点电荷电场及应用》教案

教学目的：
1、理解点电荷场强与电势的特点。
2、会应用叠加法对等量正电荷电场连线中垂线场强与电势进行分析。画出E-x图，ɸ-x图。
3、能应用对称性和微元法分析带电圆环与带电球体（或球面）电场。
重点、难点分析：
1、应用叠加法，对称性，微元法对等量电荷电场进行分析。
2、在电场中特定方向画出E-x图，ɸ-x图。
教学方法：多媒体，讲授法，讨论法
教学过程：
教师活动设计
1,展示正点电荷电场线的分布。

2，复习正点电荷场强与电势的特点。

3，引导用电场强度叠加原理分析等量正电荷连线中垂线场强的分布，画出E-x图。

4，引导用电势叠加原理分析等量正电荷连线中垂线电势的分布，画出ɸ-x图。

5，组织讨论E-x图面积，ɸ-x图切线斜率的意义。

6，分析均匀带电圆环轴线上场强与电势的分布。

7，复习均匀带电球体（壳）外部的电场。

8，引导分析带电金属球或球面内外场强与电势的分布。
学生活动设计
1， 课前填写学案复习回顾。

2， 分析等量正电荷连线中垂线上场强的变化规律。画出E-x图。

3， 分析等量正电荷连线中垂线上电势的变化规律。画出ɸ-x图。

4， 讨论E-x图面积，ɸ-x图切线斜率的意义。

5， 分析带电圆环轴线上场强与电势的分布。

6， 分析带电金属球或球面内外场强与电势的分布。

7， 课堂作业。

8， 课后思考与强化。
课堂小结：
1， 等量正电荷连线中垂线：

2, 带电金属球（球面）:

3, 叠加法；微元法；对称性。
附二： 《点电荷电场及应用》学案
I、复习回顾
带电体可作为点电荷的条件： 。
点电荷场强的计算式： ；正点电荷电场线的特点
。正点电荷等势面的特点 。

II、课程展开：
①等量正电荷中垂线上场强分布，画出E-x图。 ②等量正电荷中垂线上电势分布，画出ɸ-x图。

③带电圆环轴线上场强与电势的分布。

④带电金属球或球面内外场强与电势的分布。

III、实例分析：
1,[2014·江苏卷] 如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O.下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是( )
A．O点的电场强度为零，电势最低
B．O点的电场强度为零，电势最高
C．从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高
D．从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低

2，[2014·山东卷] 如图所示，半径为R的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔A.已知壳内的场强处处为零；壳外空间的电场，与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样．一带正电的试探电荷(不计重力)从球心以初动能Ek0沿OA方向射出．下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r的关系图线，可能正确的是( )

3，（2009江苏第8题）空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示,x轴上两点B、C的电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx.下列说法中正确的有(    )
A.EBx的大小大于ECx的大小
B.EBx的方向沿x轴正方向
C.电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大
D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中,电场力先做正功,后做负功

4，（2010江苏第5题）空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示．下列说法中正确的是(　　)
A．O点的电势最低
B．x2点的电势最高
C．x1和－x1两点的电势相等
D．x1和x3两点的电势相等

IV、思考：均匀带电球体内外场强与电势的分布，提示：

V、课后强化：
(13上海32题) 半径为R，均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场；场强大小沿半径分布如图所示，图中E0已知，E－r曲线下O－R部分的面积等于R－2R部分的面积。
(1)写出E－r曲线下面积的单位；
(2)己知带电球在r≥R处的场强E＝kQ／r2，式中k为静电力常量，该均匀带电球所带的电荷量Q为多大?
(3)求球心与球表面间的电势差△U；
(4)质量为m，电荷量为q的负电荷在球面处需具有多大的速度可以刚好运动到2R处?