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张前军物理教学随笔

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日志

 
 

还原反本——建立清晰的电容物理意义  

2012-08-29 16:24:19|  分类: 选修3-1 |  标签: |举报 |字号 订阅

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       写在前面:毋庸讳言,“电容”是高一学生非常陌生、又较难理解的物理量。因此,教科书用人们熟悉的水容器作类比,说明教材编写者费尽心思想化解难点。不过,因为所选的类比物不够恰当,给师生的教学带来很多困惑导致事与愿违。因为师生心目中的水容器就是“水桶、杯子”这些平日所看得见的“正常物品”, 虽然教科书里面写得明明白白,将电容C与水容器的“横截面积”S类比来说明电容器容纳电荷本领与生活常识中“水容器”容纳水本领应选“容积”V相违背,增加了学习中的思维混乱。所以,从某种意义上说,这样的类比非但不能起到帮助理解、促进学习的作用,反而在一定程度上误导了部分学生。笔者在教学中完全抛弃了用来类比的水容器,从物理学本身角度分析建立电容的的物理意义。

 

大家通常容易想当然认为是电容器可以容纳的电荷最大量。如果要是从电容器所带电荷的来源分析,还可以是另外的含义,电容器带电需要电源来给其充电,很显然电源的电压越高对电容器的充电能力就越强,为比较不同电容器容纳电荷的本领就应该在充电时选择相同的电源,也即相同的充电电压;不同电容器所容纳的电荷量是不同的,显然容纳电荷量越多的电容器容纳电荷的本领就越强。

在物理学中电容器容纳电荷的本领其实就是采用后一种理解。这就好比:速度表示物体运动的快慢;加速度表示速度变化的快慢。而在日常生活中一般只有笼统的“快”和“慢”,这里有时指的是速度,有时模模糊糊地指的是加速度。

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