表述、分析、回答、延伸

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1、表述、分析、回答、延伸　　師者，所以傳道授業(yè)解惑者也，答疑解惑是教師的重要職責(zé)之一.而物理學(xué)科是一門(mén)邏輯思維要求很高的學(xué)科，學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的疑問(wèn)往往不是三言兩語(yǔ)可以解決的.筆者認(rèn)為面對(duì)學(xué)生的提出的疑問(wèn)，可以抓住表述、分析、解答、延伸四個(gè)環(huán)節(jié).　　1幫助學(xué)生準(zhǔn)確、清晰表述疑問(wèn)　　學(xué)生做了一道題后問(wèn)了這樣一個(gè)問(wèn)題：　　如圖1，豎直平面上有兩根很長(zhǎng)的平行豎直軌道PQ、MN，軌道間有垂直軌道平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度等值反向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩磁場(chǎng)豎直向上作勻速運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)金屬框abcd向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，框內(nèi)的電流I為何可以筆者沒(méi)有直接回答，而是通過(guò)問(wèn)答幫助學(xué)生準(zhǔn)確表述他的疑問(wèn)：　　師

2、：什么是非純電阻？　　生：像電動(dòng)機(jī)那樣，電能不僅轉(zhuǎn)化為焦耳熱，還轉(zhuǎn)化為其它形式能的電路.　　師：重新表述圖1情景中的疑問(wèn).　　一番思考后學(xué)生終于準(zhǔn)確地表述出了他的疑問(wèn)：圖1中線框的電能不僅轉(zhuǎn)化為焦耳熱，還轉(zhuǎn)化為線框的機(jī)械能了，為何還能將線框當(dāng)純電阻電路處理？　　很多情況下，學(xué)生并不能準(zhǔn)確表述他的疑問(wèn)，經(jīng)常聽(tīng)到的是“這題怎么做”7等不能切中要害、不能突出主要矛盾的問(wèn)題.遇到這樣的情況筆者總是讓學(xué)生說(shuō)清楚他在什么地方被卡住了：是找不到入手分析的角度，還是分析不清物理過(guò)程、狀態(tài)，還是不清楚用什么定理定律，還是為什么可以這樣做、為什么不可以那么認(rèn)為等等.準(zhǔn)確表述了

3、疑問(wèn)，筆者繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生將問(wèn)題簡(jiǎn)化，以求清晰表述.　　筆者提示，圖1所示情景為雙桿切割，而且線框的重力勢(shì)能、動(dòng)能都變化了，能否設(shè)計(jì)一個(gè)情景，既保留疑問(wèn)，又沒(méi)這么復(fù)雜？于是學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖2所示的情景：導(dǎo)體棒靜止在水平放置的光滑導(dǎo)軌上，垂直于導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)[TP8GW04.TIF，X，BP#]向右勻速運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)金屬棒由靜止向右加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，系統(tǒng)動(dòng)能增加，電路還能看成純電阻電路嗎？這樣就把雙桿切割、動(dòng)能和重力勢(shì)能都變化簡(jiǎn)化成單桿切割、僅動(dòng)能變化，保留了原問(wèn)題的關(guān)鍵部分，使得疑問(wèn)更加清晰.　　2教師自己全面分析問(wèn)題　　幫助學(xué)生準(zhǔn)確、清晰表述后，教師自己應(yīng)先對(duì)疑問(wèn)進(jìn)行

4、全面的分析.對(duì)于上面的問(wèn)題，筆者從學(xué)生熟知的純電阻、非純電阻電路入手：考察最簡(jiǎn)單的純電阻電路如圖3，之所以說(shuō)它是純電阻電路，是因?yàn)殡姵貎?nèi)部使電子從正極運(yùn)動(dòng)到負(fù)極的非靜電力做功使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電路中的焦耳熱；而之所以圖4電路為非純電阻電路，是因?yàn)榉庆o電力做功使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電路中的焦耳熱和電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能.可見(jiàn)，找到非靜電力，分析其做功對(duì)應(yīng)能量轉(zhuǎn)化情況是區(qū)分純電阻、非純電阻電路的關(guān)鍵.若做功對(duì)應(yīng)將其它形式的能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱則為純電阻電路，部分轉(zhuǎn)化為焦耳熱就是非純電阻電路.7　　那么分析圖2電路，棒內(nèi)電子在沿磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)磁場(chǎng)向左運(yùn)動(dòng)而受洛倫茲分力f1，如

5、圖5，棒內(nèi)所有定向移動(dòng)電子受到的洛倫茲分力f1就是此電路中的非靜電力，該力做功對(duì)應(yīng)其它形式的能全部轉(zhuǎn)化為電路中的焦耳熱，因此圖2電路與圖3電路一樣，為純電阻電路.　　分析到這里其實(shí)可以回答學(xué)生問(wèn)題了，但如果真就從這個(gè)角度去解答，恐怕學(xué)生又會(huì)產(chǎn)生一大堆新的疑問(wèn)：如電子受洛倫茲力的另一個(gè)分力f2做功嗎？（棒內(nèi)電子因沿棒定向移動(dòng)而受洛倫茲力的分力f2，這個(gè)f2也做正功，所有定向移動(dòng)電子受f2之和宏觀表現(xiàn)為安培力）再如電子受洛倫茲力是不是對(duì)電子做正功了？（以地面為參考系，這里電子受洛倫茲力的確做功了，所謂洛倫茲力不做功必須以磁場(chǎng)為參考系）……這些問(wèn)題的分析超出了一

6、般學(xué)生能理解的范圍.　　因此，筆者不準(zhǔn)備從這個(gè)角度解答學(xué)生的疑問(wèn)，而是從另一個(gè)角度：金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，對(duì)金屬棒運(yùn)用動(dòng)能定理，安培力做的功等于動(dòng)能的增量，即　　以勻速運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)為研究對(duì)象，磁場(chǎng)受安培力的反作用力FA′和與FA′平衡的外力F，據(jù)動(dòng)能定理　　（3）式即對(duì)磁場(chǎng)、金屬棒、電路組成系統(tǒng)利用動(dòng)能定理，其中外力做功WF等于外界轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)的能量，WA′-WA即系統(tǒng)克服安培力及其反作用力做的凈功，此凈功等于電路中產(chǎn)生的電能，就像木塊在木板上滑動(dòng)模型中，系統(tǒng)克服一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的凈功等于系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能一樣.這樣，根據(jù)③7式能量轉(zhuǎn)化關(guān)系就清楚了：外

7、界能量（等于外力做功WF）轉(zhuǎn)化為電路電能與金屬棒的動(dòng)能，電路中的電能最終全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱，可見(jiàn)金屬棒增加的動(dòng)能并非電能轉(zhuǎn)化而來(lái)，圖2所示電路仍為純電阻電路.　　這樣分析實(shí)際上利用了系統(tǒng)克服安培力做功等于電路中產(chǎn)生的電能這一現(xiàn)成結(jié)論，從而避免了圖5分析中學(xué)生可能產(chǎn)生的更為復(fù)雜的新疑問(wèn)，而這個(gè)現(xiàn)成的結(jié)論對(duì)于高中生而言還是能夠接受的，一些電磁感應(yīng)的習(xí)題就要用到這個(gè)結(jié)論.當(dāng)然，這個(gè)結(jié)論也可以從圖5所示的微觀角度推導(dǎo)得出，限于篇幅，就不再贅述了.　　3在師生互動(dòng)中酌情回答問(wèn)題　　教師對(duì)疑問(wèn)進(jìn)行全面的分析后就可以向?qū)W生解答問(wèn)題了，可以先問(wèn)學(xué)生：圖2電路是純電阻電路還是

8、非純電阻電路應(yīng)從哪個(gè)角度去分析？針對(duì)學(xué)生的不同回答引導(dǎo)他們從功能關(guān)