高三物理復習課“分層次教學法”一例

趙麗霞

摘 要：《帶電粒子在電場中的運動》復習課采用“分層次教學法”，根據知識點的難易程度和學生的認知特點建模和選題，由淺入深，逐步拓展，從而達到復習課的有效性教學。

關鍵詞：高中物理；復習課；分層次教學法

引言

學生普遍感覺高三物理難學，要克服學生的畏難情緒必須讓學生先跳出題海，教師講解的例題和學生練習的題目應遵循典型性、針對性和層次性的原則，使學生循序漸進，踏著臺階向上 [1 ]。為此，筆者在高三物理復習中嘗試了一種“分層次教學法”，根據知識點的難易程度和學生的認知特點選題，由淺入深，層層遞進，讓學生體驗成功的快樂；上課時教師進行適當的點撥，引導學生積極思考，既培養了學生學習的興趣，又提高了課堂效率 [1 ]。本文通過高三物理復習課《帶電粒子在電場中的運動》談談筆者的做法和體會。

《帶電粒子在電場中的運動》是規律應用課，學生需要掌握帶電粒子在電場中的加速和偏轉的規律，還要學會應用這些規律解決物理問題，所以這節課筆者做了如下設計。

1 加速規律及應用

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

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的負電荷，質量為m，只在電場力作用下從靜止開始運動，求電荷到達正極板時的速度。（不計電荷重力）

通過分析帶電粒子只受到恒定的電場力作用，在勻強電場做勻加速直線運動，這樣題目可以從動力學角度和功能關系求解，這個模型的規律對于學生比較容易解決，需要點撥學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間只能通過動力學方法解決。

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

這個練習題設計是為了應用規律快速處理比值問題，讓學生明確末速度的大小和加速時間分別與哪些因素有關，以及掌握求比值的方法。

2 偏轉規律及應用

帶電粒子在勻強電場中的曲線偏轉規律，建立一個物理模型——帶電粒子垂直電場方向進入電場。

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

這個例題的設計意圖是讓學生掌握帶電粒子在勻強電場中的偏轉規律，通過分析粒子只受到恒定的電場力，方向與速度垂直，粒子做類平拋運動，類平拋運動的處理方法是將曲線運動變成兩個方向的直線運動，沿速度方向做勻速直線運動，沿電場力方向做勻加速直線運動，分別推導兩個方向的運動規律，學生比較容易得到規律。

練習2：如圖3所示，質量相同的兩個帶電粒子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（重力不計），則從開始射入到打在上板的過程中（ ）

A.它們運動的時間tQ>tP

B.它們運動的加速度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 加速和偏轉規律的應用

模型3：如圖4所示，初速度為零，帶電量為q的電子經加速電場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電場U2，并從右側射出。求（1）電子射出偏轉電場時偏移量y和偏轉角正切值tanθ，（2）若電子在穿出偏轉電場后沿直線前進，最后打在熒光屏上，求電子打在屏上的點P到O點距離（不計電子重力）。

這個例題通過前面的推導學生比較容易得到

由此可以通過公式得出兩個結論：1.帶電粒子射出時好像是從“中點”射出似的。2.靜止的帶電粒子經同一電場加速，再垂直射入同一偏轉電場，射出時的偏轉角度和偏轉距離與粒子的q、m無關。

練習3：真空中的某裝置如圖5所示，現有質子、氘核和α粒子都從O點由靜止釋放，經過相同加速電場和偏轉電場，射出后都打在同一個與OO′垂直的熒光屏上，使熒光屏上出現亮點（已知質子、氘核和α粒子質量之比為1∶2∶4，電量之比為1∶1∶2，重力不計）。下列說法中正確的是（ D ）

A. 三種粒子在偏轉電場中運動時間之比為2∶1∶1

B. 三種粒子射出偏轉電場時的速度相同

C. 偏轉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1個亮點

4 示波器的原理

示波器的原理對于學生比較難理解，通過以上知識點的分層次講解，學生再來理解示波器的原理就容易多了。這時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電場共同決定。而示波管中有兩個偏轉電場，根據運動的獨立性，兩個方向的偏轉電場互不影響。為了學生更容易理解示波器的工作原理，本人設計了如下例題。

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

通過上面三個物理模型的建立和四個例題的鞏固，讓學生通過主動參與、討論、培養學生比較、判斷、歸納、應變的能力，也讓學生體會到任何復雜的物理問題都是由一個個小模型和簡單問題構成的，可以減輕學生面對綜合問題的畏難情緒，提高高三物理復習課的有效性。

這種分層次教學法對教師提出了較高的要求，要求教師注重平時的積累，對重點和難點知識進行習題編排時注意分層次，這樣可使學生印象深刻，這樣的模型和習題的分層次還有很多，有待我們在平時的教學中挖掘，只有堅持這樣才會讓高三的復習課真正活起來，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：

[1] 梅麗娜.高三物理“習題分層式教學法”一例——電學實驗中“化曲為直”的數據處理方法[J].中學物理教學參考，2010（3）.