计算机学院物理教研组2022-2023(1)年第二次教研活动

来源:计算机学院  作者:  发布时间:2022-11-27  浏览次数:123

计算机学院物理教研组于20221124日(周四)下16101650在高州校区师训楼教信中心405室召开了本学期第二次教研活动会,与会人员有陈文芳老师、何光东老师,此次活动就点电荷激发的电场强度进行多方面的探讨。

一、如何求点电荷电场强度

介绍点电荷电场强度的求法时,根据学生的认知水平,应该介绍两种方法。

一)中学课堂上常用的方法

 1、求单个点电荷激发的电场中A点的电场强度

用式子 求出A点电场强度大小,在图上作出A点的电场强度方向,并用文字说明点电荷在点激发的电场强度方向。

 2、求点电荷系中某点的电场强度(以、 两个点荷为例,如图3,求两个点电荷连线上及延长线上某点的电场强度)。

求场强大小时,把电荷带电量的绝对值代入计算,

带入符号。符号仅用于判断电场强度的方向。在图上标出电场强度的方向,方便求电场强度的叠加。

 3、学生表现出来的问题:求正电荷激发的电场强度时,将正数值代入公式求出电场强度,但没有说明方向,更没有作图表示场强的方向。在求负电荷激发的电场强度时,学生仍将负号代入式子,但没有说明场强的方向,更没有作图表示场强的方向。在求场强叠加时,不管实际的场强方向如何,采用正的就相加,负的就相减,求出来的总场强,也没有说明方向,结果全部出错。

 4、问题分析:学生不重视原图,忽视了图在解题中的重要,没有享成解题作图习惯,如果老师没有特别要求,很多学生连原图都没画出,更别说在原图上作辅助图。2、学生对矢量的理解仍停在表面上,都知道矢量有大小有方向,可一旦进行矢量运算时,只是算出矢量的大小,没有去求矢量的方向。

讨论过程

二)普通物理的方法

 1、求单个点电荷激发的电场中A点的电场强度。

 1)作图,以点电荷为原点,作单位矢量。如果点电荷带正电,则A点的电场强度方向与方向相同,有  。如果点电荷带负电,则A点激发的电场强度方向与方向相反,则 有  。

 2)作图,以A点为原点,作单位矢量。如果点电荷带正电,则A点的电场强度方向与方向相反,有  。如果点电荷带负电,则A点的电场强度方向与方向相同,则 有 。

 2、求点电荷系中某点的电场强度(以、 两个点荷为例,求两个点电荷连线上及延长线上某点的电场强度)。

计算场电场强度时,把电荷带电量的绝对值代入式子,

带入符号。符号仅用于判断场强的方向。在图上必须标出电场强度的方向,方便求电场强度的叠加。

由上面例可看到,并不是点电荷带正电时、的方向就相同,点电荷带负电时、的方向就相反。在使用上述式子,一定要先作图,在图上确定单位矢量的方向之后,由点电荷确定电场或度的方向,最后得出 的表达式中是否有“-”号。可以这样说,的表达式中的“-”号,不是中的负号带来的,该“-”号表示与的方向相反,不是只要是求激发的电场强度,就有 。

二、存在问题

一)用中学的方法,学生表现出来的问题

 1、没作图;

 2、只要是负点电荷,就将负号代入式子计算,就有;

 3、只求出电场强度大小,不求方向,也不作文字说明;

 4、在求电场强度的叠加时,不通过作图,只凭求出来的电场强度是正值或负值来决定是相加或相减。求出来结果,同样没有说明方向。

二)用大学物理的方法,学生表现出来的问题

 1、同样没作图;

 2、只要是正点电荷,就有,只要是负点电荷,就将负号代入式子计算,就有 ;

 3、将式子写为  或  ;

 4、对矢量的认识仅在于表面,求矢量时只求出大小,没求方向。

三、原因分析

 1、自以往至今,在学习中没有形成用图来帮助理解问题、解决问题习惯,没有意识到图的重要;

 2、仅仅知道什么矢量有大小,有方向,没有意识到矢量的大小、方向是不可分的,没有意识到求矢量时,要求大小、要求方向;

 3、仅在文字上知道矢量与标量有不同,但在式子表示上却分不清,造成写出的式子一边是矢量,一边是标量;

 4、虽然是数学专业的学生,知识与应用脱节,数学工具应用差,有了工具却不会运用,

矢量运算能力差。

四、解决问题

虽然知道问题的成因,教师只能在课堂上再一强调:作图、不要将符号代入计算、求矢量不但要求大小,还要求方向。但因课时少,作业少等,无法解决历史问题。