認(rèn)清規(guī)律背后的本質(zhì)

平時的物理學(xué)習(xí)中，我們都很重視物理規(guī)律和公式的記憶，但往往只記住了規(guī)律的內(nèi)容而忽視了規(guī)律的成立條件或適用范圍，進(jìn)而會用錯規(guī)律，得出錯誤答案。比如眾多學(xué)生解答2006年一道全國高考理綜物理試題（詳見下面例題1）時就容易出現(xiàn)該錯誤。下面我們針對該現(xiàn)象，通過該高考試題及其他一些具體實例，做進(jìn)一步分析說明。

例題1（2006·全國高考）：ab是長為l的均勻帶電細(xì)桿，P1、P2是位于ab所在直線上的兩點，位置如圖所示。ab上電荷產(chǎn)生的靜電場在P1處的場強(qiáng)大小為E1，在P2處的場強(qiáng)大小為E2。則以下說法正確的是（ ）

A、兩處的電場方向相同，E1﹥E2

B、兩處的電場方向相反，E1﹥E2

C、兩處的電場方向相同，E1﹤E2

D、兩處的電場方向相反，E1﹤E2

錯解：設(shè)均勻細(xì)桿的帶電量為Q，根據(jù)電場疊加原理及對稱性，細(xì)桿在P1處的場強(qiáng)就等于右邊Q/2集中在3L/4處的一個點電荷在P1處的場強(qiáng)，即E1=k 2k ，整個細(xì)桿在P2處的場強(qiáng)就等于集中在中點L/2處的點電荷Q形成的電場，即E2=k k ，又因為這兩處的場強(qiáng)方向相反，所以選B項。這就錯了，原因就是均勻帶電球體（球殼）在球外的場強(qiáng)疊加規(guī)律不適用于均勻細(xì)桿電場的疊加了。

正確解法：由于細(xì)桿均勻帶電，我們?nèi)關(guān)于P1的對稱點a’，則a與a’間關(guān)于P1點的電場互相抵消，整個桿對于P1點的電場，僅僅相對于a’b部分對于P1的產(chǎn)生電場。

而對于P2，卻是整個桿都對其有作用，所以，P2點的場強(qiáng)大，兩處的場強(qiáng)方向相反，所以答案選D。

例題2.（2014·宿州三模）如圖，一半徑為R的電荷量為Q的均勻帶電球殼，A、B為球殼表面上的兩點.O、P、M、N在一條直線上，PO=r且r>R，PM=MN，下列說法正確的是（ ）

A.P點的電場強(qiáng)度的的大小E=k

B.電勢差UPM=UMN

C.電勢差UAP>UBP

D.若電荷量Q不變，P點位置不變，O點位置不變，僅令R變小，則P點的場強(qiáng)變小

解析：對于A和D項，根據(jù)均勻帶電球殼在P點產(chǎn)生的場強(qiáng)等效于電荷量為Q的點電荷置于O點在P點產(chǎn)生的場強(qiáng)，則P點產(chǎn)生的場強(qiáng)E= k ，若電荷量Q不變，P點位置不變，O點位置不變，僅令R變小，則P點的場強(qiáng)不變.故A正確，D錯誤；而有的同學(xué)則根據(jù)U=Ed，得到UPM=UMN，這就錯了，因為U=Ed成立的條件是勻強(qiáng)電場。在這點電荷的電場中應(yīng)該是UPM>UMN。選項C，均勻帶電球殼為等勢面，A、B兩點的電勢相等，則UAP=UBP.故C錯誤.答案A.

例題3（2014·皖南質(zhì)檢）：在百米賽跑中，一同學(xué)跑到中點處速度為9m/s，12.5s末跑到終點時速度為10m/s，則他全程的平均速度大小是（ ）

A、7m/s B、8m/s C、9m/s D、9.5m/s

解析：此題考查的是對平均速度的理解，不少同學(xué)根據(jù)平均速度公式 而錯選了D項，這就是因為沒有理解平均速度公式 只對勻變速運動才成立，對其它的變速運動只能根據(jù)平均速度的定義式來計算，即平均速度等于位移比時間，正確答案是B項。

例題4：關(guān)于庫侖定律，以下說法正確的是（ ）

A、庫侖定律適用于點電荷，點電荷其實就是體積很小的帶電體

B、庫侖定律是實驗定律

C、庫侖定律只描述了庫力侖的大小，沒有涉及庫侖力的的方向

D、根據(jù)庫侖定律，當(dāng)兩個點電荷間的距離趨近于零時，庫侖力趨于無窮大

解析：此題正確答案是B項，實驗定律是通過實驗和分析總結(jié)出來的。庫侖定律的成立條件是真空中靜止的點電荷之間的相互作用，不少同學(xué)由于沒有理解這一條件，僅從公式表面看而錯選了D項，要知道當(dāng)兩個點電荷間的距離趨近于零時這兩個電荷已經(jīng)不能看成點電荷了。

例題5（2014·濟(jì)南模擬）：如圖所示，電阻R1=20Ω，電動機(jī)繞線電阻R2=10Ω，當(dāng)開關(guān)S斷開時，電流表的示數(shù)是I1=0.5A，當(dāng)開關(guān)s合上后，電動機(jī)轉(zhuǎn)動起來，電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率P應(yīng)是：

A.I=1.5A B.I<1.5A C.P=15W D.P<15W

解析：此題要注意歐姆定律只對純電阻電路成立，對非純電阻電路是不成立的，如果不理解這一條件則會錯選A、C。當(dāng)電鍵S斷開時，電動機(jī)沒有通電，歐姆定律成立，所以電路兩端的電壓U=I1R1=10V；當(dāng)電鍵合上后，電動機(jī)轉(zhuǎn)動起來，電路兩端的電壓U=10V，通過電動機(jī)的電流應(yīng)滿足UI2>I22R2，所以I2<1A.所以 電流表的示I<1.5A，電路消耗的電功率P<15W，即BD正確。

物理規(guī)律是物理知識結(jié)構(gòu)的骨架，是物理學(xué)科知識的核心，包括物理定律、定理、定則、公式等。它反映了物理現(xiàn)象、物理過程在一定條件下必然發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律，反映了物質(zhì)運動變化的各個因素之間的本質(zhì)聯(lián)系，揭示了事物本質(zhì)屬性之間的內(nèi)在聯(lián)系，是物理知識教學(xué)最重要的內(nèi)容之一。

所以，在教學(xué)中要重視講解規(guī)律的成立條件和適用范圍，讓學(xué)生理解物理規(guī)律的本質(zhì)，闡明物理規(guī)律的成立條件是掌握物理規(guī)律的前提。我們在應(yīng)用這些物理規(guī)律時，要注意它所適合的條件，對適用條件隱蔽的物理規(guī)律和公式，要闡明其來龍去脈，并設(shè)有針對性的課堂練習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生真正領(lǐng)會其適用條件，并據(jù)以分析、解決有關(guān)的問題，這樣才能有效地阻止學(xué)生在遇到具體問題時因盲目套用物理公式而導(dǎo)致錯誤解題，提高學(xué)生解題的準(zhǔn)確率。