關(guān)于高中電磁學(xué)的解題方法研究

摘要：在自然界中，電磁現(xiàn)象是一種非常常見的現(xiàn)象，電磁現(xiàn)象所占高中物理教學(xué)中的比例非常大，是學(xué)生學(xué)習(xí)高中物理的兩大重點(diǎn)內(nèi)容之一[1]。高中物理的電磁學(xué)內(nèi)容主要有電磁場(chǎng)、電磁輻射、電流現(xiàn)象等，并且綜合了經(jīng)典的電磁運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)電能與勢(shì)能、動(dòng)能之間的互相轉(zhuǎn)化和相關(guān)的應(yīng)用對(duì)其進(jìn)行闡述。因此，對(duì)高中電磁學(xué)的解題方法進(jìn)行研究非常重要。本文對(duì)高中電磁學(xué)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了闡述，分析了高中電磁學(xué)的相關(guān)學(xué)習(xí)方法與常用的解題方法，以期有助于對(duì)電磁學(xué)解題方法的研究。

關(guān)鍵詞：電磁學(xué) 概述 結(jié)構(gòu) 解題方法

電磁學(xué)主要是對(duì)電磁現(xiàn)象的一些相關(guān)規(guī)律和運(yùn)用進(jìn)行學(xué)習(xí)，其主要內(nèi)容包括磁場(chǎng)與電場(chǎng)等。而我們?cè)趯W(xué)習(xí)電磁學(xué)時(shí)，可以通過“路”和“場(chǎng)”兩種方式來完成，同時(shí)必須要理解和掌握電磁學(xué)規(guī)律、原理和磁、電之間的關(guān)系，只有這樣才有助于解答有關(guān)電磁學(xué)的試題。由于習(xí)題中通常會(huì)涉及我們解題的方法和學(xué)習(xí)廣度，所以，學(xué)生解決具體問題的能力、思維能力以及學(xué)習(xí)能力非常重要。

一、高中電磁學(xué)的相關(guān)概述

電磁學(xué)知識(shí)作為高中物理知識(shí)的重要組成部分，也是競(jìng)賽試題的考查重點(diǎn)[2]。在廣義上看，電磁學(xué)主要包括電學(xué)和磁學(xué)；在狹義上看，電磁學(xué)是一門對(duì)磁性和電性交互關(guān)系進(jìn)行研究的重要學(xué)科，主要研究的內(nèi)容是電磁場(chǎng)、電磁波、帶電物體動(dòng)力學(xué)、電荷等。為了讓學(xué)生深度掌握電磁學(xué)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)充分的培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，在解答電磁學(xué)題目的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用科學(xué)的解題方法，掌握電磁現(xiàn)象的實(shí)際應(yīng)用、規(guī)律表現(xiàn)的相關(guān)知識(shí)。在對(duì)題目進(jìn)行解析時(shí)，要從“場(chǎng)”和“路”兩個(gè)方向出發(fā)，使學(xué)生完全掌握電磁學(xué)的基本規(guī)律、基本運(yùn)行原理，從而有利于對(duì)電磁學(xué)題目進(jìn)行解析。

二、高中電磁學(xué)的整體結(jié)構(gòu)

高中電磁學(xué)簡(jiǎn)單介紹了電磁學(xué)具體的應(yīng)用范圍以及存在的基本規(guī)律，如電流現(xiàn)象、靜電現(xiàn)象、電磁場(chǎng)、電磁輻射以及磁現(xiàn)象等。通常在教學(xué)中，教師會(huì)對(duì)磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象分別進(jìn)行研究，使學(xué)生可以更好地了解和掌握電磁學(xué)知識(shí)，不過在對(duì)電磁學(xué)知識(shí)進(jìn)行運(yùn)用時(shí)要結(jié)合這兩種現(xiàn)象。在學(xué)習(xí)電磁學(xué)知識(shí)時(shí)，學(xué)生要預(yù)習(xí)電磁學(xué)的應(yīng)用范圍、產(chǎn)生原理以及基本概念，進(jìn)而提高自己的學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率。通常來講，對(duì)高中電磁學(xué)進(jìn)行研究的方法有兩種：一種是“場(chǎng)”，這是研究電磁學(xué)最基本的方法?！皥?chǎng)”是指自然界中每種物質(zhì)互相作用的特殊關(guān)系。在高中電磁學(xué)方面，運(yùn)用這種方法開展研究的主要包括磁場(chǎng)、靜電場(chǎng)以及電磁場(chǎng)等。另一種是“路”。研究高中電磁學(xué)的這兩種方法各有各的特點(diǎn)，因此，我們?cè)趯W(xué)習(xí)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)將這兩種研究方法加以區(qū)別和聯(lián)系，以便于加強(qiáng)自身對(duì)電磁學(xué)的理解和掌握程度。

三、高中電磁學(xué)的相關(guān)學(xué)習(xí)方法

第一，試驗(yàn)與理論相結(jié)合的學(xué)習(xí)方法。在學(xué)習(xí)高中電磁學(xué)時(shí)，能夠通過試驗(yàn)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和水平，有助于學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的深入了解。所以，在學(xué)習(xí)電磁學(xué)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重學(xué)習(xí)電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)教師示范的實(shí)驗(yàn)步驟認(rèn)真觀察，之后自行實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)將抽象性的概念轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜗笮愿拍?，以便能夠更好地掌握相關(guān)知識(shí)，并且提高自身的基本實(shí)驗(yàn)技能。

第二，養(yǎng)成良好的電磁學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣和思考方式。在高中物理知識(shí)中，電磁學(xué)是教學(xué)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，學(xué)習(xí)電磁學(xué)的主要目的是使學(xué)生在形成正確的基本概念上對(duì)其中的基本規(guī)律有更好的掌握。電磁學(xué)錯(cuò)綜復(fù)雜的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系和抽象的基本概念，使學(xué)生的學(xué)習(xí)難度增大，為了使學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率提高，學(xué)生應(yīng)當(dāng)綜合自身的學(xué)習(xí)狀況，形成一套適合自己的學(xué)習(xí)方式。首先，學(xué)生應(yīng)當(dāng)形成良好的解題思路，學(xué)生在對(duì)電磁學(xué)進(jìn)行解題時(shí)應(yīng)當(dāng)先找出物理過程之間的詳細(xì)的聯(lián)系或不同運(yùn)動(dòng)形式。通常來講，聯(lián)系渠道有兩種，一種是能，一種是力，學(xué)生能夠通過這兩個(gè)渠道形成對(duì)應(yīng)的解題思路，進(jìn)而養(yǎng)成首先尋找事物規(guī)律然后解決問題的解題思維。

四、高中電磁學(xué)常用的解題方法

第一，微元法。微元法指的是在一個(gè)整體內(nèi)，取出一小部分作為研究對(duì)象，通過對(duì)整體和這部分內(nèi)容之間的關(guān)系進(jìn)行研究，進(jìn)而獲得對(duì)象整體解答的一種方法。通過微元法能夠?qū)⒁恍?fù)雜的物理問題轉(zhuǎn)變成比計(jì)較熟悉且簡(jiǎn)單的物理定律進(jìn)行計(jì)算。通過運(yùn)用微元法能夠?qū)⑶鎲栴}轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫鎲栴}，非線性問題轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性問題，曲線轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€或圓。在高中階段我們常用微元法來解決關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)軌跡的問題，我們以質(zhì)譜儀的工作原理為例來具體分析。

帶電粒子通過質(zhì)譜儀整個(gè)過程中做的是曲線運(yùn)動(dòng)，我們運(yùn)用微元法將整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程分解成三個(gè)部分，首先帶電粒子通過加速電場(chǎng)做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng)；接著進(jìn)入速度選擇器，需要帶電粒子到達(dá)P點(diǎn)，在速度選擇器中帶電粒子同時(shí)受到電場(chǎng)力和洛倫茲力，兩者等值反向，所以在速度選擇器中粒子做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)粒子從P點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子只受洛倫茲力作用，所以粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具，通過分析粒子打在S板上的位置不同來區(qū)別同位素，離P點(diǎn)位置越近，運(yùn)動(dòng)半徑越小，粒子的荷質(zhì)比越大。

第二，隔離法。對(duì)系統(tǒng)中的研究對(duì)象與其他物體進(jìn)行隔離，對(duì)這個(gè)物體所受其他物體對(duì)其的作用力進(jìn)行研究。在多個(gè)運(yùn)動(dòng)組成一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，要對(duì)其每個(gè)運(yùn)動(dòng)過程分別進(jìn)行研究，這種研究方法就是隔離法。

五、結(jié)語(yǔ)

總而言之，物理是高中教育系統(tǒng)中的重要組成部分，而電磁學(xué)知識(shí)更是物理教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)之一[3]。伴隨電磁學(xué)需要掌握的知識(shí)和內(nèi)容的不斷增加，解題的思路也在不斷拓寬，學(xué)生能夠通過隔離法、微元法等研究方法對(duì)電磁學(xué)題目進(jìn)行解答。對(duì)于高中電磁學(xué)的學(xué)習(xí)還應(yīng)當(dāng)注重培養(yǎng)分析能力與解題思維，這樣更有助于解答電磁學(xué)類的題目。

參考文獻(xiàn)：

[1]田麗.高中物理競(jìng)賽中電磁學(xué)的解題方法研究[D].湖南師范大學(xué)，2014.

[2]劉宇晗.高中物理競(jìng)賽中電磁學(xué)的解題方法分析[J].科技風(fēng)，2016，（24）.

[3]殷綺霞.高中物理電磁學(xué)的解題方法研究[J].學(xué)周刊，2018，（03）.

（作者簡(jiǎn)介：薛越，東北師范大學(xué)附屬中學(xué)，高中學(xué)歷，研究方向：物理學(xué)方向。）