提高习题教学有效性的实践探索

苏媛媛

摘   要：本文以“电磁感应力电综合——双动式导体棒同向运动”为例，体现教师主导、学生主体的教学观。教师通过精选习题，引导学生自主分析，培养其自主学习能力和思维能力，进而提高习题教学的有效性。

关键词：电磁感应;习题教学;有效性

中图分类号：G633.7 文献标识码：A    文章编号：1003-6148（2019）5-0022-3

习题教学是高中物理教学的重要组成部分，它可以帮助学生深入理解和掌握物理学的基本概念和规律，促进学生将所学知识用于解决实际问题，培养学生的思维能力和学习能力。因此，探索课堂教学模式，提高习题课的课堂效率至关重要。尤其是高三，一学年大都是讲与练，传统的教师讲学生听的复习方法不利于调动学生学习的积极性，不利于学生主观能动性的发挥。高三学生已经具备一定的知识和能力，根据教学内容的不同，教师可以用学案的方式提前安排学生练习，通过批改了解学情，甚至将课堂交给他们自行讲解。例如，在电磁感应的复习教学中，双杆模型是检验学生对电磁感应知识掌握程度的好载体。它涉及高中所学的力学、电磁学、电路及能量等方面的知识，能力要求很高。在二轮复习中，笔者设置了专题“电磁感应力电综合——双动式导体棒同向运动”进行习题教学有效性的实践探索，希望能给教学同仁一定的借鉴作用。

首先，教师陈述本节课内容，说明该部分内容在高考中的重要性，呈现其具体考查方式。

例 足够长的固定金属轨道位于同一水平面内，两导轨间的距离为L，导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图1所示。两根导体棒的质量为m1、m2，电阻均为R，回路中其余电阻不计。匀强磁场垂直整个导轨平面，磁感应强度为B，不计一切摩擦。现将ab棒固定，瞬间给cd棒向右的初速度v0，求：（1）分析cd棒的运动情况，画出v-t图;（2）计算cd棒运动的距离x;（3）整个过程中，安培力做了多少功？有哪些能量转化？

本题难度不大，教师先引导学生读题，圈出有用信息“不计一切摩擦”“ab棒固定”等。分析：cd棒以一定速度向右切割磁感线，则cd棒等效成电源，由此abdc即形成一个闭合回路，回路有电流产生，cd棒随之受到一个与其运动方向相反的安培力的作用而减速。由闭合电路欧姆定律和牛顿运动定律可知，cd棒做加速度减小的减速运动，最终停下。整个过程中仅安培力做功……

本题意在引导学生学会读题，强调作图及书写的规范并及时总结（如图2）。

变式1 足够长的固定金属轨道位于同一水平面内，两导轨间的距离为L，导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图1所示。两根导体棒的质量分别为m1、m2，电阻均为R，回路中其余电阻不计。匀强磁场垂直整個导轨平面，磁感应强度为B。设两导体棒均可沿导轨无摩擦的滑行，开始两导体棒静止，瞬间给cd棒向右的初速度v0，若两导体棒在运动中始终不接触。求：（1）分析两导体棒的运动，画出v-t图;（2）稳定时两导体棒的速度;（3）整个过程中，通过两导体棒的电量及距离增加量的最大值;（4）整个过程中，安培力所做的功。

再次变式，要求学生自行分析、比较，然后进行讲解（要适时给学生上台表现的机会，锻炼其语言表达能力，同时教师也能及时发现其中存在的问题）。

变式2 在如图4所示的水平导轨上（摩擦、电阻忽略不计），有竖直向下的匀强磁场，磁感强度为B，导轨左端的间距为L1=4L，右端间距为L2=L。在导轨上放置AC、DE两根导体棒，质量m1=2m，m2=m，电阻R1=4R，R2=R。若AC棒以初速度v0向右运动，整个过程中，AC棒均在左端导轨上。求：（1）分析整个过程中导体棒的运动，画出对应的v-t图;（此问与变式1的不同之处在于：导轨不等间距，致使两导体棒受到的安培力不同。通过学生课前解答发现此题难在画图，因此设计了几个思考题“什么时候达到稳定状态？从初状态到末状态，两棒分别做什么运动？两棒末速度有什么关系？”分析得到结论，最终稳定状态的实质是要求回路中总电动势为零，因此有BL1v1=BL2v2，不难得出图5所示的结论。引导学生课后思考“若是AC静止，DE棒以一定的初速度向右运动呢？）（2）求通过导体棒的总电量q;（部分学生套用例题的方法导致出错，此处设计意在让学生及时发现问题，相互纠错，判断系统是否动量守恒，强调动量守恒定律的适用条件，加深学生对动量守恒定律的理解。引导学生一题多变，类似习题要比较、总结，拓展思维与方法）（3）AC棒运动的过程中产生的总焦耳热QAC，以及通过它们的总电量q。

学生对比各题进行总结：此类题目由于两导体棒处于平行不等间距的导轨中，两棒所受安培力的合力不为零，系统动量不守恒。两棒初态、末态可知，安培力作用的时间相同，因此可分别对两棒用动量定理来求解，这也是解决此类问题的重要思维方法。

教师最后总结：两棒组成的系统在无外力作用（安培力除外）的情况下，以一定的初速度运动，由于双导体棒的相对速度减小，因此回路电流逐渐减小最终为零，棒的运动达到稳定状态做匀速直线运动（至于这两根导体棒达到稳态的速度是否相同，则视具体物理情境而决定），常用到的方法有动量守恒定律、动量定理、能量守恒等，课堂重点内容到此结束，随之呈现随堂练习，意在让学生及时应用，加以巩固。

通过实践探索，笔者发现习题教学首先要精选习题，以问题为主线，设置问题由易到难，步步提高，组织学生自主学习，教师适时点拨和归纳，有意识地引导学生跳出“题海”，激发学生的主体参与意识，培养学生的思维能力，进而提高习题教学的有效性，实现物理习题教学的教学目标。

（栏目编辑    刘   荣）