郭泉嶺

【摘要】高中物理電磁學(xué)是高中物理知識(shí)體系中最重要的知識(shí)學(xué)習(xí)部分，其難度系數(shù)在物理知識(shí)系統(tǒng)也一直居高不下，成為歷年物理高考的必考的綜合題之一，可想而知其復(fù)習(xí)的重要性。而類(lèi)比法應(yīng)用于高中電磁學(xué)復(fù)習(xí)中，能夠?qū)㈦娮虒W(xué)知識(shí)、運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)等聯(lián)系起來(lái)復(fù)習(xí)，不但將分散的電磁學(xué)知識(shí)有效整合起來(lái)，方便復(fù)習(xí)，還在很大程度上實(shí)現(xiàn)了學(xué)生對(duì)電磁學(xué)知識(shí)的綜合掌握與應(yīng)用。所以，本文作者對(duì)類(lèi)比法在高中電磁學(xué)復(fù)習(xí)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析。

【關(guān)鍵詞】高中物理 電磁學(xué) 復(fù)習(xí) 類(lèi)比法

【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）06-0078-01

教學(xué)和知識(shí)復(fù)習(xí)中的類(lèi)比法，是指將兩種或兩種以上相似的知識(shí)內(nèi)容聯(lián)系和整合在一起教學(xué)、學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的印象和記憶，進(jìn)而達(dá)到掌握和應(yīng)用知識(shí)的目的。將類(lèi)比法應(yīng)用在高中物理電磁學(xué)復(fù)習(xí)中，能夠?qū)⒍喾N類(lèi)似的知識(shí)原理、知識(shí)概念、物理模型及解題方法整合和聯(lián)系在一起復(fù)習(xí)，即節(jié)省了復(fù)習(xí)時(shí)間，又提高了學(xué)生的記憶力，進(jìn)實(shí)現(xiàn)高效復(fù)習(xí)高中電磁學(xué)復(fù)習(xí)的目的。

一、高中物理電磁學(xué)概念類(lèi)比復(fù)習(xí)

1.“靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒磁場(chǎng)”理想模型類(lèi)比復(fù)習(xí)

該類(lèi)比復(fù)習(xí)方法主要應(yīng)用于“靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒磁場(chǎng)”的復(fù)習(xí)，即使用性質(zhì)與該知識(shí)點(diǎn)相似的模型，實(shí)現(xiàn)“靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒磁場(chǎng)”具體化，不但簡(jiǎn)化了相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，還有效加深對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的記憶。例如，模仿力學(xué)中的“質(zhì)點(diǎn)”與“剛體”理想模型，構(gòu)建具體化、細(xì)微化的電荷和電流模型，并且該模型中還忽略了電荷帶電體體積、帶電體形狀和帶電體幾何尺寸，直接將這些帶電體集中成一個(gè)而電量集，而對(duì)于連續(xù)分布帶電體，則直接用微元幽表示，電荷理想模型可以反映出靜電場(chǎng)的變化情況；穩(wěn)恒磁場(chǎng)則是通過(guò)電流理想模型反映，即載流導(dǎo)線在其周?chē)臻g激發(fā)磁場(chǎng)的微元變化模擬空間。

2.“電場(chǎng)和磁場(chǎng)”基本特征量類(lèi)比復(fù)習(xí)

電場(chǎng)和磁場(chǎng)的是高中物理電磁學(xué)中的基本知識(shí)，是高中物理?？嫉膬?nèi)容之一，主要考選擇題，所以對(duì)其復(fù)習(xí)是必然的。利用有基本特征量類(lèi)比復(fù)習(xí)法復(fù)習(xí)“電場(chǎng)和磁場(chǎng)”的原理，是通過(guò)比較兩者的共性與異性，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩者的區(qū)別。通過(guò)該類(lèi)比復(fù)習(xí)方法可以明確了解到電場(chǎng)與磁場(chǎng)的共性是兩者都都對(duì)被放入電場(chǎng)和磁場(chǎng)的電荷產(chǎn)生力作用，分別產(chǎn)生的力是庫(kù)侖力和安培力，其作用可以通過(guò)強(qiáng)度矢量和磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量來(lái)表征。不但簡(jiǎn)單明了的復(fù)習(xí)了電場(chǎng)與磁場(chǎng)的共性，還連帶與之相關(guān)的庫(kù)侖力和安培力知識(shí)也得到了簡(jiǎn)單復(fù)習(xí)。

例如，根據(jù)上面提到了強(qiáng)度矢量和磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量，推導(dǎo)出點(diǎn)電荷由激發(fā)的場(chǎng)強(qiáng)為，進(jìn)一步證實(shí)場(chǎng)強(qiáng)只與場(chǎng)源電荷、場(chǎng)點(diǎn)位置及周?chē)慕橘|(zhì)有關(guān)；與之對(duì)應(yīng)的電流元激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度根據(jù)以上特征量類(lèi)比復(fù)習(xí)法。也可以推出磁感應(yīng)強(qiáng)度為，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度矢量和磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量的同步復(fù)習(xí)[1]。

二、高中物理電磁學(xué)規(guī)律類(lèi)比復(fù)習(xí)

1.“庫(kù)侖定律”基本實(shí)驗(yàn)定律類(lèi)比復(fù)習(xí)

“庫(kù)侖定律”是電磁學(xué)中最常見(jiàn)的定律，它主要表達(dá)的是靜止電荷激發(fā)靜電場(chǎng)的運(yùn)行規(guī)律，實(shí)質(zhì)上可以直接用點(diǎn)電荷表示。應(yīng)用基本實(shí)驗(yàn)定律類(lèi)比復(fù)習(xí)“庫(kù)侖定律”的原理是利用滿足庫(kù)侖定律的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)激發(fā)原理及公式的復(fù)習(xí)，利用基本實(shí)驗(yàn)定律類(lèi)比法，可以進(jìn)一步了解和復(fù)習(xí)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)。

實(shí)驗(yàn)是根據(jù)矢量場(chǎng)的疊加原理實(shí)現(xiàn)的，即的原則求出任意帶電體在某一點(diǎn)空間激發(fā)的場(chǎng)強(qiáng)，該實(shí)驗(yàn)方法還可以應(yīng)用于恒定電流激發(fā)穩(wěn)恒磁場(chǎng)的強(qiáng)度復(fù)習(xí)，即根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)原理及方法推導(dǎo)出，在空間任何一點(diǎn)處激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，該公式的實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)滿了畢奧——薩伐爾定律，該定律地位與庫(kù)侖定律相當(dāng)。

2.“矢量場(chǎng)”重要定理類(lèi)比復(fù)習(xí)

矢量場(chǎng)是電磁學(xué)中較為重要的定理之一，也是高中物理電磁學(xué)考試的重點(diǎn)內(nèi)容之一，所以對(duì)其進(jìn)行復(fù)習(xí)是必要的。通過(guò)類(lèi)比法了解到“矢量場(chǎng)”重要定律可以從靜電場(chǎng)矢量場(chǎng)和穩(wěn)恒磁場(chǎng)矢量場(chǎng)兩方面進(jìn)行復(fù)習(xí)，因?yàn)榕c之相對(duì)應(yīng)的靜電場(chǎng)高斯定理及環(huán)路定理、穩(wěn)恒磁場(chǎng)高斯定理及環(huán)路定理在計(jì)算原理上存在很多相似之處，可以利用類(lèi)比法同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩重要定理的復(fù)習(xí)。即，靜電場(chǎng)高斯定理為，該公式反應(yīng)出靜電場(chǎng)的性質(zhì)實(shí)質(zhì)上是有源場(chǎng)，即電場(chǎng)線有始終且不閉合；相應(yīng)的環(huán)路定理為，反映電場(chǎng)力是保守力，靜電場(chǎng)是保守場(chǎng)，所以得出有源無(wú)旋場(chǎng)是靜電場(chǎng)的性質(zhì)。與此類(lèi)似的穩(wěn)恒磁場(chǎng)高斯定理根據(jù)其推導(dǎo)原理，可以推導(dǎo)出穩(wěn)恒磁場(chǎng)高斯定理為，反映穩(wěn)恒磁場(chǎng)實(shí)質(zhì)上是無(wú)源場(chǎng)，即磁場(chǎng)線呈無(wú)頭無(wú)尾狀態(tài)，并且出現(xiàn)閉合曲線；相應(yīng)的環(huán)路定理為，反映磁場(chǎng)力是非保守力，磁場(chǎng)為有旋場(chǎng)，所以得出無(wú)源有旋場(chǎng)是穩(wěn)恒磁場(chǎng)的性質(zhì)[2]。

三、解題方法類(lèi)比復(fù)習(xí)

該解題復(fù)習(xí)方法適用于所有高中物理電磁學(xué)題型解答，尤其是與高斯定理和環(huán)路定理相關(guān)的電磁學(xué)物理題，所以該本文根據(jù)高斯定理和環(huán)路定理相的相識(shí)性，對(duì)一些具有特殊對(duì)稱(chēng)性的問(wèn)題進(jìn)行解題方法復(fù)習(xí)，其解題思路和步驟類(lèi)似。具體解題方法類(lèi)比復(fù)習(xí)如下：第一，對(duì)解題對(duì)象進(jìn)行對(duì)稱(chēng)性分析；第二，選取合理的閉合曲面，使得閉合曲面上各點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)的大小相等，并保證其方向與高斯面垂直或者相同，以實(shí)現(xiàn)靜電場(chǎng)高斯定理、穩(wěn)恒磁場(chǎng)環(huán)路定理影響下的解題方法類(lèi)比復(fù)習(xí)[3]。

例如，題1：將真空中一“無(wú)限長(zhǎng)”均勻帶電直線的電荷密度設(shè)為λ，試求直線距離在r處的電場(chǎng)強(qiáng)度。

題2：將真空中一“無(wú)限長(zhǎng)”載流直導(dǎo)線電流強(qiáng)度設(shè)為I，試求直線距離在r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

從兩個(gè)結(jié)果不難看出，靜電場(chǎng)的高斯定理和穩(wěn)恒磁場(chǎng)的環(huán)路定理在解題思路和解題步驟上高度對(duì)稱(chēng)和相似，因而具有可類(lèi)比性。所以利用類(lèi)比法復(fù)習(xí)解題方法能夠提高物理電磁學(xué)解題準(zhǔn)確度和速度，實(shí)現(xiàn)了復(fù)習(xí)效率的提高。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，將類(lèi)比法應(yīng)用到高中物理電磁學(xué)復(fù)習(xí)中，能夠有效提高學(xué)生復(fù)習(xí)效率，并在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生的物理邏輯思維、獨(dú)立思考能力、知識(shí)總結(jié)能力、知識(shí)應(yīng)用能力等，使學(xué)生高中物理電磁學(xué)考試成績(jī)得到有效提高，足以證實(shí)類(lèi)比法對(duì)高中物理電磁學(xué)復(fù)習(xí)的重要性，所以在高中物理電磁學(xué)復(fù)習(xí)中應(yīng)用類(lèi)比法是必要和重要的。

參考文獻(xiàn)：

[1]艾麗娜，李光，翟曉霞.類(lèi)比教學(xué)法在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015，02：124-125.

[2]劉玉富.類(lèi)比法在高中物理電學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].科學(xué)咨詢(xún)（教育科研），2015，06：83-84.

[3]李國(guó)海.類(lèi)比法在物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].學(xué)周刊，2016，09：135.