高二物理電磁學(xué)解題方法的思考與總結(jié)

摘 要：電磁現(xiàn)象是自然界中普遍存在的一種現(xiàn)象，同樣，電磁學(xué)也是我們?cè)诟咧形锢韺W(xué)習(xí)中的重要內(nèi)容。問(wèn)題通常是電磁學(xué)知識(shí)有效載體，但是由于電磁學(xué)部分的知識(shí)大都較為抽象，這給我們的學(xué)習(xí)帶來(lái)一定的困難，在一些題型的解答上常常感到無(wú)從下手，因此掌握電磁學(xué)解題方法和技巧顯得尤為重要。本文從直觀圖像法、守恒轉(zhuǎn)換法和等效代替法三方面出發(fā)，歸納和總結(jié)了高二物理電磁學(xué)的解題方法，以期為更多的高中生提供有益的經(jīng)驗(yàn)借鑒。

關(guān)鍵詞：高二物理；電磁學(xué)；解題方法；思考總結(jié)

關(guān)于高中物理中的電磁學(xué)內(nèi)容，主要包括電流現(xiàn)象、電磁輻射、電磁場(chǎng)、以電磁運(yùn)用規(guī)律解釋的電能與動(dòng)能、勢(shì)能等，這些知識(shí)都是遵循電磁學(xué)的本質(zhì)規(guī)律進(jìn)行變化和轉(zhuǎn)換的，而力和能是電磁學(xué)問(wèn)題的解決途徑。因此，只要我們能夠理解電磁學(xué)的本質(zhì)規(guī)律，掌握電磁學(xué)科學(xué)的解題方法和技巧，就可以靈活應(yīng)對(duì)和解決各種電磁學(xué)問(wèn)題。下面，我將根據(jù)自己的學(xué)習(xí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，談一談高二物理中電磁學(xué)的解題方法與技巧。

一、 直觀圖像法，由抽象變形象

電磁學(xué)知識(shí)具有一定的抽象性，我們?cè)诶斫馄饋?lái)較為困難，而直觀圖象法能夠借助一個(gè)或者幾個(gè)幾何圖形，并借助圖形中的幾何關(guān)系將電磁學(xué)問(wèn)題表述出來(lái)，從而使得問(wèn)題由抽象變形象，由抽象變具體，從而實(shí)現(xiàn)思維的有效轉(zhuǎn)化，做到快速解題。所以，在我們解決電磁問(wèn)題時(shí)，可以根據(jù)電磁學(xué)知識(shí)的基本內(nèi)容和題目特點(diǎn)，充分利用直觀圖像法進(jìn)行問(wèn)題的有效轉(zhuǎn)化，簡(jiǎn)單畫(huà)出與題目相關(guān)的幾何圖形，然后從圖形中找出題目的突破點(diǎn)，進(jìn)行求解。這樣便可以明顯降低解題的難度。例如，在解決一些帶有實(shí)驗(yàn)性的問(wèn)題時(shí)，我會(huì)利用學(xué)習(xí)平板在網(wǎng)絡(luò)上來(lái)尋找類似于該題型的直觀圖像，通過(guò)圖像分析來(lái)尋求解題思路。

二、 守恒轉(zhuǎn)化法，實(shí)現(xiàn)思路轉(zhuǎn)換

守恒轉(zhuǎn)換指是按照能量守恒、質(zhì)量守恒以及電荷守恒等守恒規(guī)律將復(fù)雜狀態(tài)的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為間接求解的問(wèn)題，運(yùn)用守恒規(guī)律能夠有效實(shí)現(xiàn)電磁學(xué)問(wèn)題的簡(jiǎn)化，是解決電磁學(xué)問(wèn)題的有效方式和重要途徑。所以說(shuō)，我們?cè)谟龅捷^為復(fù)雜的電磁學(xué)難題時(shí)，尋求題目之中的各種條件，巧妙地運(yùn)用能量守恒、質(zhì)量守恒以及電荷守恒等守恒規(guī)律實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的有效轉(zhuǎn)換，從而在問(wèn)題的有效簡(jiǎn)化下引導(dǎo)我們解題思路的轉(zhuǎn)換，用更加簡(jiǎn)單、間接、迂回的思維看待電磁學(xué)問(wèn)題，進(jìn)而提升我們解題的效率和準(zhǔn)確率。

例如，以“光滑導(dǎo)軌EF、GH等高平行放置，EG間寬度為FH間寬度的3倍，導(dǎo)軌右側(cè)水平且處于豎直向上的勻強(qiáng)電磁場(chǎng)中，左側(cè)呈弧形升高。ab、cd是質(zhì)量均勻?yàn)閙的金屬棒，現(xiàn)讓ab從離水平軌道h高處由靜止下滑，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。試求ab、cd兩金屬棒的最終速度?！边@道題為例，首先我結(jié)合題干進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)如果按照已知條件進(jìn)行計(jì)算，那么解題會(huì)十分繁瑣。所以，我嘗試換了一種解題思路對(duì)這道題進(jìn)行分析，ab下滑進(jìn)入磁場(chǎng)后切割磁感線，在abcd電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，ab、cd各受不同的磁場(chǎng)力作用而分別作變減速、變加速運(yùn)動(dòng)，電路中感應(yīng)電流逐漸減小，當(dāng)感應(yīng)電流為零時(shí)，ab、cd不再受磁場(chǎng)力作用，各自以不同的速度勻速滑動(dòng)，整個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)內(nèi)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總能量守恒，再由動(dòng)量定理聯(lián)立題干中的已知內(nèi)容，解得：Vab=（1/10）2gh，Vcd=（3/10）2gh。

三、 等效代替法，使問(wèn)題簡(jiǎn)單化

等效代替法指的是將電磁學(xué)問(wèn)題中較為復(fù)雜、陌生的元素代替為我們所熟悉的元素，從而使解題思路更加清晰明了。所以，我們?cè)诮鉀Q電磁學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中，如果遇到了陌生的物理元素、物理規(guī)律和公式等，可以思考與其相關(guān)的元素，從而找到這兩個(gè)元素的相同之處，這樣就可以將在簡(jiǎn)單問(wèn)題上使用的解題思路和方法同步應(yīng)用到復(fù)雜問(wèn)題上，從而整個(gè)復(fù)雜的電磁學(xué)問(wèn)題簡(jiǎn)單化，解題思路更加清晰，更好更快地抓住解題核心要點(diǎn)。

例如，以“用密度為D、電阻率為ρ的導(dǎo)線做正方形線框，從靜止開(kāi)始沿豎直平面自由下落，線框經(jīng)過(guò)方向垂直紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)區(qū)域高度等于線框一邊之長(zhǎng)。為了使線框通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的速度恒定，求線框開(kāi)始下落的高度h。”這道題為例，通過(guò)閱讀這道題，我了解到線框勻速通過(guò)磁場(chǎng)的條件是受到的豎直向上的安培力與重力平衡，即為F安=mg，所以我決定采用等效代替法，使問(wèn)題簡(jiǎn)單化，首先我設(shè)線框每邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，根據(jù)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的速度為v=2gh，則安培力可表達(dá)為F安=BIL=BBLvR=B2L2R2gh，然后在設(shè)導(dǎo)線橫截面積為S，其質(zhì)量為：m=4LSD，其電阻為：R=ρ4L/S，最后聯(lián)立上述表達(dá)式得：h=128D2ρ2g/B。

總之，電磁學(xué)是我們?cè)诟咧形锢韺W(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，是我們學(xué)好物理的關(guān)鍵因素。因此，我們必須要充分重視電磁學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)方法和解題思路的掌握，并在學(xué)習(xí)和練習(xí)過(guò)程中完成對(duì)解題思路和方法的思考與歸納，從而掌握直觀圖像法、守恒轉(zhuǎn)換法和等效代替法等電磁學(xué)解題方法，根據(jù)不同的題型采取不同的辦法，做到心中有數(shù)，有的放矢，使電磁學(xué)解題方法成為我們學(xué)好電磁學(xué)、學(xué)好物理的重要武器。

參考文獻(xiàn)：

[1]強(qiáng)健韜.高中物理力學(xué)解題中對(duì)整體法的運(yùn)用[J].知識(shí)文庫(kù)，2018.

[2]姜皓.高中物理電場(chǎng)解題的基本方法[J].數(shù)理化解題研究，2018.

作者簡(jiǎn)介：

舒捷安，江蘇省宿遷市，江蘇省沭陽(yáng)高級(jí)中學(xué)。