趙麗霞

摘 要：《帶電粒子在電場中的運(yùn)動》復(fù)習(xí)課采用“分層次教學(xué)法”，根據(jù)知識點(diǎn)的難易程度和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)建模和選題，由淺入深，逐步拓展，從而達(dá)到復(fù)習(xí)課的有效性教學(xué)。

關(guān)鍵詞：高中物理；復(fù)習(xí)課；分層次教學(xué)法

引言

學(xué)生普遍感覺高三物理難學(xué)，要克服學(xué)生的畏難情緒必須讓學(xué)生先跳出題海，教師講解的例題和學(xué)生練習(xí)的題目應(yīng)遵循典型性、針對性和層次性的原則，使學(xué)生循序漸進(jìn)，踏著臺階向上 [1 ]。為此，筆者在高三物理復(fù)習(xí)中嘗試了一種“分層次教學(xué)法”，根據(jù)知識點(diǎn)的難易程度和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)選題，由淺入深，層層遞進(jìn)，讓學(xué)生體驗(yàn)成功的快樂；上課時(shí)教師進(jìn)行適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，既培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，又提高了課堂效率 [1 ]。本文通過高三物理復(fù)習(xí)課《帶電粒子在電場中的運(yùn)動》談?wù)劰P者的做法和體會。

《帶電粒子在電場中的運(yùn)動》是規(guī)律應(yīng)用課，學(xué)生需要掌握帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)的規(guī)律，還要學(xué)會應(yīng)用這些規(guī)律解決物理問題，所以這節(jié)課筆者做了如下設(shè)計(jì)。

1 加速規(guī)律及應(yīng)用

帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的直線加速問題比較簡單，先建立一個(gè)物理模型——帶電粒子平行電場方向進(jìn)入電場。

模型1：如圖1，在加上恒定電壓U1并處于真空中的金屬板間有一帶電量為q的負(fù)電荷，質(zhì)量為m，只在電場力作用下從靜止開始運(yùn)動，求電荷到達(dá)正極板時(shí)的速度。（不計(jì)電荷重力）

通過分析帶電粒子只受到恒定的電場力作用，在勻強(qiáng)電場做勻加速直線運(yùn)動，這樣題目可以從動力學(xué)角度和功能關(guān)系求解，這個(gè)模型的規(guī)律對于學(xué)生比較容易解決，需要點(diǎn)撥學(xué)生的是這兩種方法都可以求出末速度的大小，但是對于過程中的加速度和時(shí)間只能通過動力學(xué)方法解決。

練習(xí)1：質(zhì)子和氦核經(jīng)過相同的金屬板（如上模型）加速，求兩者的末速度之比和加速時(shí)間之比。

這個(gè)練習(xí)題設(shè)計(jì)是為了應(yīng)用規(guī)律快速處理比值問題，讓學(xué)生明確末速度的大小和加速時(shí)間分別與哪些因素有關(guān)，以及掌握求比值的方法。

2 偏轉(zhuǎn)規(guī)律及應(yīng)用

帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的曲線偏轉(zhuǎn)規(guī)律，建立一個(gè)物理模型——帶電粒子垂直電場方向進(jìn)入電場。

模型2：如圖2所示某帶正電粒子電量為q，質(zhì)量為m，以速度v0 垂直進(jìn)入電壓為U2 的偏轉(zhuǎn)電場，兩平行板間距為d，板長為L（粒子重力不計(jì)），求（1）帶電粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)偏移量y ； （2）速度偏轉(zhuǎn)角tanθ。

這個(gè)例題的設(shè)計(jì)意圖是讓學(xué)生掌握帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)規(guī)律，通過分析粒子只受到恒定的電場力，方向與速度垂直，粒子做類平拋運(yùn)動，類平拋運(yùn)動的處理方法是將曲線運(yùn)動變成兩個(gè)方向的直線運(yùn)動，沿速度方向做勻速直線運(yùn)動，沿電場力方向做勻加速直線運(yùn)動，分別推導(dǎo)兩個(gè)方向的運(yùn)動規(guī)律，學(xué)生比較容易得到規(guī)律。

練習(xí)2：如圖3所示，質(zhì)量相同的兩個(gè)帶電粒子P、Q以相同的速度沿垂直于電場方向射入兩平行板間的勻強(qiáng)電場中，P從兩極板正中央射入，Q從下極板邊緣處射入，它們最后打在同一點(diǎn)（重力不計(jì)），則從開始射入到打在上板的過程中（ ）

A.它們運(yùn)動的時(shí)間tQ>tP

B.它們運(yùn)動的加速度aQ

C.它們所帶的電荷量之比qp：qQ=1：2

D.它們的動能增加量之比ΔEKp：ΔEKQ=1：2

解

動能增加量ΔEK=WE=Eqy ，所以ΔEK ： ΔEKQ = 1 ： 4。由上分析，C正確。

3 加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律的應(yīng)用

模型3：如圖4所示，初速度為零，帶電量為q的電子經(jīng)加速電場U1加速后從水平放置的平行金屬板的中央沿垂直于電場方向射入偏轉(zhuǎn)電場U2，并從右側(cè)射出。求（1）電子射出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)偏移量y和偏轉(zhuǎn)角正切值tanθ，（2）若電子在穿出偏轉(zhuǎn)電場后沿直線前進(jìn)，最后打在熒光屏上，求電子打在屏上的點(diǎn)P到O點(diǎn)距離（不計(jì)電子重力）。

這個(gè)例題通過前面的推導(dǎo)學(xué)生比較容易得到

由此可以通過公式得出兩個(gè)結(jié)論：1.帶電粒子射出時(shí)好像是從“中點(diǎn)”射出似的。2.靜止的帶電粒子經(jīng)同一電場加速，再垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場，射出時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度和偏轉(zhuǎn)距離與粒子的q、m無關(guān)。

練習(xí)3：真空中的某裝置如圖5所示，現(xiàn)有質(zhì)子、氘核和α粒子都從O點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過相同加速電場和偏轉(zhuǎn)電場，射出后都打在同一個(gè)與OO′垂直的熒光屏上，使熒光屏上出現(xiàn)亮點(diǎn)（已知質(zhì)子、氘核和α粒子質(zhì)量之比為1∶2∶4，電量之比為1∶1∶2，重力不計(jì)）。下列說法中正確的是（ D ）

A. 三種粒子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動時(shí)間之比為2∶1∶1

B. 三種粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度相同

C. 偏轉(zhuǎn)電場的電場力對三種粒子做功之比為1∶2∶2

D. 在熒光屏上將只出現(xiàn)1個(gè)亮點(diǎn)

4 示波器的原理

示波器的原理對于學(xué)生比較難理解，通過以上知識點(diǎn)的分層次講解，學(xué)生再來理解示波器的原理就容易多了。這時(shí)可以展示示波器的核心部分示波管的原理圖，如圖6。

通過分析，學(xué)生不難理解示波器打在熒光屏上的位置由加速電場和偏轉(zhuǎn)電場共同決定。而示波管中有兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電場，根據(jù)運(yùn)動的獨(dú)立性，兩個(gè)方向的偏轉(zhuǎn)電場互不影響。為了學(xué)生更容易理解示波器的工作原理，本人設(shè)計(jì)了如下例題。

練習(xí)4：如果在電極YY′之間所加的電壓按圖7的甲所示的規(guī)律變化，在電極XX′之間所加的電壓按圖乙所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會看到的圖形是下列選項(xiàng)中的（ B ）

由此，示波器的工作原理是：X方向加掃描電壓，Y方向加信號電壓，若兩種電壓周期相同，就可以顯示信號電壓隨時(shí)間變化的圖像。

通過上面三個(gè)物理模型的建立和四個(gè)例題的鞏固，讓學(xué)生通過主動參與、討論、培養(yǎng)學(xué)生比較、判斷、歸納、應(yīng)變的能力，也讓學(xué)生體會到任何復(fù)雜的物理問題都是由一個(gè)個(gè)小模型和簡單問題構(gòu)成的，可以減輕學(xué)生面對綜合問題的畏難情緒，提高高三物理復(fù)習(xí)課的有效性。

這種分層次教學(xué)法對教師提出了較高的要求，要求教師注重平時(shí)的積累，對重點(diǎn)和難點(diǎn)知識進(jìn)行習(xí)題編排時(shí)注意分層次，這樣可使學(xué)生印象深刻，這樣的模型和習(xí)題的分層次還有很多，有待我們在平時(shí)的教學(xué)中挖掘，只有堅(jiān)持這樣才會讓高三的復(fù)習(xí)課真正活起來，師生一起辛勤耕耘才會有較大的收獲，真正提高課堂效率 [1 ]。

參考文獻(xiàn)：

[1] 梅麗娜.高三物理“習(xí)題分層式教學(xué)法”一例——電學(xué)實(shí)驗(yàn)中“化曲為直”的數(shù)據(jù)處理方法[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2010（3）.