“静电场”学习指导

孙铁斌

同学们，静电场这一章是选修3系列的第一章，是高中阶段电学内容的开始。这一章的内容是高中阶段基础的内容之一。它既是电磁学知识的基础，又是光学等其他物理学知识的重要基础。本章的特点是：概念多，易混淆；关系多，常颠倒；方法多，难掌握。常令初学者头疼。为使得我们在学习静电场知识时能较顺利的进行，在此，给同学们提出以下几点建议，供同学们参考。

—、重视物理实验

物理学是以实验为基础的科学。实验是中学物理教学中极其重要的手段，实验是获得直接经验的重要途径，实验是培养科学态度、感悟科学方法、形成科学观念的重要过程。 静电场这章的物理概念非常抽象，电场是客观存在的一种特殊的物质形态，看不见摸不着，比较抽象，所以电场所涉及的概念在我们理解层面上是有难度的，学习本章内容时能够帮助我们从感性认识向理性认识过渡的一个桥梁就是物理实验，我们从真实的物理实验活动中能获取更多的感性材料来积累丰富自己的物理表象。静电场这一章有许多物理演示实验能够提供给我们丰富的形象，使得原来很困难的思维活动得以顺利进行。比如：用验电器检验摩擦过的物体是否带电时，把丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球（杆），金属箔片张开一个小角度的现象；利用验电羽演示电力线时，将两个相同的验电羽各与起电机一^端相连，并使他们带上异号的电荷，然后验电羽移近观察到的现象；通过在电场中放入轻小的带电体，看到物体的偏移的现象等等。这些物理表象为我们想象提供了基础，为物理概念的引入提供了一个契机。

在物理实验过程中我们要学会细心观察，注意有什么现象出现，并要在观察老师的演示实验中学会自己设计更佳的实验方案，自己摸索探究方法，自主拟订实验步骤，自行论证实验结论。找出规律性的东西，也就是事物的本质，从而上升为理性认识。由此促进我们自身物理学科核心素养的发展。

二、理解基本概念

物理概念不仅是物理知识的重要组成部分，同时也是构成物理规律、建立物理公式的前提和基础。所以，对物理概念的理解和认识是我们进行物理学习的出发点。

本章的基本概念是电场的概念及描述电场特性的物理量。在这一章学习中我们面对众多的新概念，要注意以下几点：

第一，要知道概念中主要涉及两类。一类是仅与电场有关的，如电场强度、电势、电势差、电场线等；另一类是既与电荷又与电场有关，如电场力、电势能、电场力做功等。

第二，要学会区分矢量、标量及其处理方法。本章中涉及力方面的物理量如电场力、电场强度是矢量。涉及矢量的计算大都是米用大小、方向分开处理的方法。本章中涉及能方面的物理量如电势、电势差、电功、电势都是标量。涉及标量的计算大都是采用大小、正负一起处理的方法。

第三，要清楚各公式适用条件。如在求电场强度E的三个公式中，公式E=F/q为定义式，适用于一切电场且E与q大小、正负、有无均无关；公式E=kQ/r²为决定式，适用于真空中点电荷产生的电场，E由Q产生，Q为场源电荷；公式E=U/d为关系式，仅适用于匀强电场，d为两点沿电场方向的距离。

第四，要准确识别几组关系。如电场强度与电场力的关系；电势能与电势的关系；电场强度与电势差的关系；电场线与等势面的关系；电场力做功和电势能变化的关系等等。

“合抱之木，生于毫末；九层之台，起于垒土；千里之行，始于足下。”老子简练之语，透出对自然人生的参悟，也适合指引我们对物理学的学习：世间任何事情都是要从第一步慢慢积累，只有经过不懈的努力，最终才能有所成就。在本章的学习中我们必须关注基本概念，要知道“越是基础的越是重要的”，因为基础是事物发展的根本和起点。所有的发展都是建立在一定的基础之上，所有的认识都是建立在一定的基础之上，所有的能力都是建立在一定的基础之上。

三、构建知识网络

物理学的知识虽然繁杂，但并不都是孤立的，只要我们在学习中潜心研究、细心揣摩，就可以将所学零散、琐碎的知识点串连起来，形成一系列脉络清晰、言简意明、便于理解与记忆的知识网络。

学习静电场这一章，我们要在头脑中努力将所学的知识点连接起来，形成统一的整体，有清晰的知识线索，才可以避免知识的简单堆砌。这将有利于我们充分挖掘知识间的联系，在头脑中形成良好的思维通道，从整体上理解和记忆本章的内容，这也是同学们获得新知识的一条有效途径。对静电场这一章的知识网络图，现从知识的系统性方面处理如下图，供同学们学习时参考，部分同学或许能从中受到启发，自己亲手整理建立一个从不同角度（如从力的角度、功和能量的角度、运动的角度、图象的角度、科技应用的角度等等）的知识网络图。

四、掌握物理方法

所谓物理方法就是运用现有的物理知识对物理问题做深人研究，找到解决物理问题的基本思路与方法。掌握了物理方法，将会帮助我们进行高效地学习，取得良好的学习效果。

如比值定义法，作为构建物理概念的重要方法之一，无论是在初中还是高中学习物理知识时都是得到充分体现，我们在学习静电场中比荷、电场强度、电势、电容等概念时就是用此法构建。如类比方法在静电场中的运用，通过将静电场与重力场进行类比，就将静电场这一抽象的概念与我们头脑中已有的关于重力场的知识沟通起来，使静电场这一抽象概念更加具体化，能更加轻松、准确地掌握静电场的本质，突破了理解难点。学习中我们如果能将新概念时常与以前通过比值定义法定义的物理量速度、加速度等进行类比，就能更加深刻理解这些概念的内涵，掌握得会更加牢固。

静电场知识构建共用了四种主要物理方法，分别是直接定义法、比值定义法、类比法、模型法。静电场知识应用部分内容主要用到了十种物理方法，分别是：假设法、类比法、正交分解法、临界法、隔离法与整体法、相似三角形法、等效法、对称法、控制变量法、图象法。在我们学习静电场知识时只有掌握了解决问题的一些物理方法，才能更巧妙、快捷地解决相关问题，提高知识的迁移能力和解决问题的能力。只有在掌握方法的同时才能够更深入、准确地理解知识，举一反三、融会贯通。

同学们，一个人的科学素养的高低，很大程度上看他在研究问题、解决問题的过程中采用什么样的方法。多年以后，我们可能在不同的岗位上从事着与物理学不相关的工作，忘记了曾经做过的物理实验和学过的物理概念，但是在学习物理学中所掌握的物理方法将终身陪伴我们，影响我们，成就我们。endprint