杨天宝，中学物理高级教师、扬州市中青年骨干教师，多次获得扬州市直教育先进工作者、扬州市高中教育先进个人、先进班集体称号，并获得教育局嘉奖。从教以来曾先后在《物理教师》、《高中数理化》、《湖南中学物理》等期刊多次发表文章。

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人教版教材必修第三册第１４页中提到“可以证明一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在球的外部产生的电场,与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同”,用到的是等效思想,但教材并未给出“球壳内场强处处为零”“球壳内电势处处相等”的结论.笔者查阅大量的文献资料发现,绝大多数对此类问题分析多以高等数学知识纯理论推导为主,然而这并不适用于一般的高中物理教学,更不能有效促进学生的理解和掌握.均匀带电半球壳问题可以看作是均匀带电球壳电场特性的应用,对于一些特殊的位置可以采用填补法、等效法、对称性分析等方法,利用学生已掌握、能接受、能理解的方法解决均匀带电半球壳的问题,提高学生此类问题的得分能力,这样才更具有价值.

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均匀带电半球壳的场强与电势变化特点

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定性判断均匀带电半球壳内的场强与电势

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定量求解均匀带电半球壳外的场强大小

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定量求解均匀带电半球壳内的电势大小

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反思

作为一线物理教师,在日常教学过程中,对学生的一些认知难点,如果一味地通过复杂高等数学计算甚至电脑绘图等手段得到相关结论去解释问题,那也是死记硬背,失去了探究问题趣味性,这也偏离了高中物理教学的课程标准要求,意义不大.我们要合理有效地进行破解难点,降低理解难度,要善于运用学生已掌握的“填补、等效、对称”等思维方法引导学生进行探讨分析,培养学生分析解决问题的能力,使得学生的智慧得以活化,创造性得以增强,锻炼思维提升素养.

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