真实情境问题：织物摩擦带电荷量测量仪的工作原理

1 引言

提高成绩，重在刷题。刷题的确能在一定程度上提高学生的考试成绩，然而随着物理教育研究的深入，习题固有的缺陷，即人为性也日益暴露出来。

由于从物理现象到习题的抽象过程已经由习题编撰人员完成，因而使物理教育情境的真实性受到破坏，使学生解答习题的认知心理及行为表现与解决实际问题相去甚远，难以有效培养学生解决真实物理问题的能力。

新课程改革以提高学生的核心素养为目标，注重培育学生适应终生发展和社会发展的必备品格和关键能力。物理新课程改革倡导从生活走向物理，从物理走向社会。

真实情境问题是STS教育的显著特征，它关注真实的问题情景，强调在具体的社会环境中形成学生对科学技术的的理解。真实情境问题也被称为原始物理问题，是指自然界及社会生产生活中客观存在的、且未被人为加工过的典型物理现象和物理事实，它的表现形式是对问题的描述而非抽象。

2021年11月份焦作市高二年级期中考试物理卷的第一题就是一道真实情境问题，值得研究。

2 分析

本题详细介绍了纺织物摩擦带电荷量测量仪的组成、结构和使用方法，让考生分析法拉第双层圆筒内外表面的电荷分布规律。

其实，摩擦带电后的织物放入双层法拉第圆筒以后，电荷从织物向内筒转移，使内筒带电；根据静电平衡条件，电荷只能分布在导体的外表面，所以内筒所带的电荷都分布在内筒的外表面；由于静电感应，外筒发生静电感应，外筒内表面带异种电荷，外筒外表面带同种电荷。

一般情况下，为了防止外筒带电后放电伤人，通常将外筒接地。

3 拓展

该题虽然是一道真实情境试题，但是试题的设问层次比较浅显；可以让学生继续深入探究，试着找一找这台仪器的设计原理。

如果看透的话，双层法拉第圆筒本质上是一个电容器；如果外筒接地，摩擦后的织物放入内筒之后，带电织物为电容器充电，织物摩擦所带的电荷量恰好等于电容器的电量。

如果事先测量出双层法拉第圆筒电容器的电容，然后测量双层法拉第圆筒电容器的电压，即可得到电容器的电荷量，也就是织物摩擦所带的电荷量。