一道物理例題的教法反思
富縣高階中學----樊愛芳
滬科版物理選修3-2第23頁案例2 如圖所示， mn和pq為豎直方向兩平行長直金屬導軌，間距l為0.4m，電阻不計，導軌所在平面與磁感應強度為 b=0.5t 的勻強磁場垂直。
導軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0ω 的電阻r1. 質量為6.
0×10-3kg、電阻為1.0ω的金屬桿ab始終垂直於導軌，並與其保持光滑接觸。當桿ab以速率v 勻速下滑時整個電路消耗的電功率p為0.
27w。試求速率v和滑動變阻器接入電路部分的阻值rp,並分析能量轉化的情況。
教材對該題的分析及解答：
分析從電磁感應的角度分析，金屬桿、導軌和兩電阻連成閉合迴路，迴路平面與勻強磁場垂直。當金屬桿受重力作用沿導軌下滑切割磁感線時，其中產生從a流向b的感應電流，感應電流隨金屬桿下落的速度增大而增大。有感應電流通過的金屬桿，在磁場中要受到向上的安培力的作用。
力的大小隨感應電流的增大而增大。也就是說，金屬桿在磁場中受兩個力的作用：重力，方向向下，大小不變；安培力，方向向上，大小隨速度增大而增大。
金屬桿開始運動後的一段時間內，速度較小，安培力小於重力，金屬桿受到的合力方向向下，杆的速度逐漸增大，感應電流增大，安培力也增大，合力逐漸減小，所以杆做的是加速度方向向下的變加速直線運動；經過一段時間，安培力與重力近似相等，合力與加速度近似為零，就可以認為桿以某個最大速度向下做勻速運動。我們研究的是杆做勻速運動時的情況。
從電路的角度分析，金屬桿相當於電路中的電源，電阻r1和rp組成併聯的外電路，金屬桿的電阻是電源的內電阻。它們組成了如圖所示的電路，圖中r是電源內阻，即杆的電阻。
解答設電路的總電阻為r。當金屬桿勻速運動速度為v時，它產生的感應電流為
i=e/r=blv/r (1
感應電流在電阻上消耗的電功率
p=i2r (2
當金屬桿勻速運動時，金屬桿所受的重力mg和安培力f=bil平衡，即 mg=f=bil (3)
聯立（1）（2）（3）式，並代入資料，可得到金屬桿勻速運動時的速度
v=p/mg=0.27/6.0×103×10m/s=4.5m/s
因為r是由r1與rp併聯，然後再與r串聯的總電阻，則
r=r+ r1rp/ r1+rp4)
聯立（1）（2）（4）式，代入資料，可得到滑動變阻器接入電路部分的電阻值 rp=6ω
在杆下落的過程中，重力對杆做正功，安培力對杆做負功。杆的重力勢能減少，減少的勢能一部分轉化為動能，另一部分通過安培力做功轉化為電能，電能又在金屬桿和固定電阻，以及滑動變阻器接入電路部分轉化為它們的內能。當桿做勻速運動時，其不斷減少的重力勢能全部轉化為電能。
再轉化為金屬桿和上述電阻的內能，因此重力做功的電功率等於整個電路消耗的電功率。
以上是教材的分析解答過程。文字敘述既多又長，不要說讓學生看，就是讓老師看都覺得沒意思。為了**本道例題的合理教法，我就分別在高二9、10兩班用了不同的方法讓學生完成。
在10班用教材給的方法讓學生通過自學掌握，我進行檢查，點評。在9班我先提出如下問題，讓學生回答完問題後再解答此題。我提的問題如下：
如圖所示，釋放ab桿後，在重力作用下，ab杆在磁場中下降的過程中，向下切割磁感線產生感應電流，在ab桿中電流的方向a →b ，則ab杆受到安培力的方向向上 ，當安培力等於重力時，杆下降的速度最大，其數值為vm ，則
（1） 最大速度的條件：mg=bil
（2） 最大電動勢： em= blvm
（3） 最大電流：設總電阻為r,則 im = em/r
（4） 下降的最大速度 vm =mgr/b2 l2
（5） 重力做功的最大功率：pg=mg vm = m2g2r / b2 l2
（6） 最大電功率：p電 = e2m /r= m2g2r / b2 l2
能量轉化：達到最大速度後，重力做功功率與整個迴路電功率相等。
通過用以上思路學生很快就能完成任務，並計算出案例中所要求的物理量。目的明確，思路清晰，達到的效果越好於用教材中的教法效果。我認為此解法在以後的教學中值得借鑑。
教後反思的內容
1 寫成功之處 將教學過程中達到預先設計的教學目的 引起教學共振效應的做法 課堂教學中臨時應變得當的措施 層次清楚 條理分明的板書 某些教學思想方法的滲透與應用的過程 教育學 心理學中一些基本原理使用的感觸 教學方法上的改革與創新等等，詳細得當地記錄下來，供以後教學時參考使用，並可在此基礎上不斷地改...
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