高三物理复习课“分层次教学法”一例

赵丽霞

摘 要：《带电粒子在电场中的运动》复习课采用“分层次教学法”，根据知识点的难易程度和学生的认知特点建模和选题，由浅入深，逐步拓展，从而达到复习课的有效性教学。

关键词：高中物理；复习课；分层次教学法

引言

学生普遍感觉高三物理难学，要克服学生的畏难情绪必须让学生先跳出题海，教师讲解的例题和学生练习的题目应遵循典型性、针对性和层次性的原则，使学生循序渐进，踏着台阶向上 [1 ]。为此，笔者在高三物理复习中尝试了一种“分层次教学法”，根据知识点的难易程度和学生的认知特点选题，由浅入深，层层递进，让学生体验成功的快乐；上课时教师进行适当的点拨，引导学生积极思考，既培养了学生学习的兴趣，又提高了课堂效率 [1 ]。本文通过高三物理复习课《带电粒子在电场中的运动》谈谈笔者的做法和体会。

《带电粒子在电场中的运动》是规律应用课，学生需要掌握带电粒子在电场中的加速和偏转的规律，还要学会应用这些规律解决物理问题，所以这节课笔者做了如下设计。

1 加速规律及应用

带电粒子在匀强电场中的直线加速问题比较简单，先建立一个物理模型——带电粒子平行电场方向进入电场。

模型1：如图1，在加上恒定电压U1并处于真空中的金属板间有一带电量为q的负电荷，质量为m，只在电场力作用下从静止开始运动，求电荷到达正极板时的速度。（不计电荷重力）

通过分析带电粒子只受到恒定的电场力作用，在匀强电场做匀加速直线运动，这样题目可以从动力学角度和功能关系求解，这个模型的规律对于学生比较容易解决，需要点拨学生的是这两种方法都可以求出末速度的大小，但是对于过程中的加速度和时间只能通过动力学方法解决。

练习1：质子和氦核经过相同的金属板（如上模型）加速，求两者的末速度之比和加速时间之比。

这个练习题设计是为了应用规律快速处理比值问题，让学生明确末速度的大小和加速时间分别与哪些因素有关，以及掌握求比值的方法。

2 偏转规律及应用

带电粒子在匀强电场中的曲线偏转规律，建立一个物理模型——带电粒子垂直电场方向进入电场。

模型2：如图2所示某带正电粒子电量为q，质量为m，以速度v0 垂直进入电压为U2 的偏转电场，两平行板间距为d，板长为L（粒子重力不计），求（1）带电粒子离开偏转电场时偏移量y ； （2）速度偏转角tanθ。

这个例题的设计意图是让学生掌握带电粒子在匀强电场中的偏转规律，通过分析粒子只受到恒定的电场力，方向与速度垂直，粒子做类平抛运动，类平抛运动的处理方法是将曲线运动变成两个方向的直线运动，沿速度方向做匀速直线运动，沿电场力方向做匀加速直线运动，分别推导两个方向的运动规律，学生比较容易得到规律。

练习2：如图3所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点（重力不计），则从开始射入到打在上板的过程中（ ）

A.它们运动的时间tQ>tP

B.它们运动的加速度aQ

C.它们所带的电荷量之比qp：qQ=1：2

D.它们的动能增加量之比ΔEKp：ΔEKQ=1：2

解

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

3 加速和偏转规律的应用

模型3：如图4所示，初速度为零，带电量为q的电子经加速电场U1加速后从水平放置的平行金属板的中央沿垂直于电场方向射入偏转电场U2，并从右侧射出。求（1）电子射出偏转电场时偏移量y和偏转角正切值tanθ，（2）若电子在穿出偏转电场后沿直线前进，最后打在荧光屏上，求电子打在屏上的点P到O点距离（不计电子重力）。

这个例题通过前面的推导学生比较容易得到

由此可以通过公式得出两个结论：1.带电粒子射出时好像是从“中点”射出似的。2.静止的带电粒子经同一电场加速，再垂直射入同一偏转电场，射出时的偏转角度和偏转距离与粒子的q、m无关。

练习3：真空中的某装置如图5所示，现有质子、氘核和α粒子都从O点由静止释放，经过相同加速电场和偏转电场，射出后都打在同一个与OO′垂直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮点（已知质子、氘核和α粒子质量之比为1∶2∶4，电量之比为1∶1∶2，重力不计）。下列说法中正确的是（ D ）

A. 三种粒子在偏转电场中运动时间之比为2∶1∶1

B. 三种粒子射出偏转电场时的速度相同

C. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶2

D. 在荧光屏上将只出现1个亮点

4 示波器的原理

示波器的原理对于学生比较难理解，通过以上知识点的分层次讲解，学生再来理解示波器的原理就容易多了。这时可以展示示波器的核心部分示波管的原理图，如图6。

通过分析，学生不难理解示波器打在荧光屏上的位置由加速电场和偏转电场共同决定。而示波管中有两个偏转电场，根据运动的独立性，两个方向的偏转电场互不影响。为了学生更容易理解示波器的工作原理，本人设计了如下例题。

练习4：如果在电极YY′之间所加的电压按图7的甲所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图乙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是下列选项中的（ B ）

由此，示波器的工作原理是：X方向加扫描电压，Y方向加信号电压，若两种电压周期相同，就可以显示信号电压随时间变化的图像。

通过上面三个物理模型的建立和四个例题的巩固，让学生通过主动参与、讨论、培养学生比较、判断、归纳、应变的能力，也让学生体会到任何复杂的物理问题都是由一个个小模型和简单问题构成的，可以减轻学生面对综合问题的畏难情绪，提高高三物理复习课的有效性。

这种分层次教学法对教师提出了较高的要求，要求教师注重平时的积累，对重点和难点知识进行习题编排时注意分层次，这样可使学生印象深刻，这样的模型和习题的分层次还有很多，有待我们在平时的教学中挖掘，只有坚持这样才会让高三的复习课真正活起来，师生一起辛勤耕耘才会有较大的收获，真正提高课堂效率 [1 ]。

参考文献：

[1] 梅丽娜.高三物理“习题分层式教学法”一例——电学实验中“化曲为直”的数据处理方法[J].中学物理教学参考，2010（3）.