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        高中電磁學疑難問題的審題方法探究

        2017-04-22 11:49:44蘇戈??
        中學物理·高中 2016年12期
        關(guān)鍵詞:電場線電勢磁鐵

        蘇戈??

        解題是由審題、提出解題方法和思路、作答與演算、以及審視答案等四個環(huán)節(jié)組成,審題是求解電磁學疑難問題的第一步工作,同時也是決定解題成敗的關(guān)鍵.解題中的審題就是通過審閱題文和題圖,理解題意,弄清題目中所涉及的物理過程,想象物理圖景,明確已知條件與所求解問題間的關(guān)系等而進行的分析與綜合的思維能力,而且包含嚴肅認真細致的態(tài)度等非智力因素.因此,培養(yǎng)和提高審題能力是提高思維能力、解決實際問題能力的重要組成部分.如果連審題都錯了,還有可能解答出正確答案嗎?所以審題應該慢,字斟句酌,尤其是定語、狀語、補語在物理情景的描述中起著提供條件的作用.慢審題可以防止?jié)撘庾R定勢思維對題意理解的干擾.審題仔細透徹了,解題就成功了一半.由此可見,正確審題對解決電磁學疑難問題的重要性.

        1認真審題,捕捉關(guān)鍵詞句

        審題過程是分析加工的過程,最先應感知到題目所考的知識點,問題的內(nèi)容和意圖,然后挖掘題目的內(nèi)涵,其方法可以是:捕捉關(guān)鍵詞句,理解其內(nèi)涵和外延,明確限定條件;挖掘隱含的物理過程、物理狀態(tài)、物理模型中的隱含條件.

        例1(2009廣東 理綜)

        關(guān)于同一電場的電場線,下列表述正確的是

        A.電場線是客觀存在的

        B.電場線越密,電場強度越小

        C.沿著電場線方向,電勢越來越低

        D.電荷在沿電場線方向移動時,電勢能減小

        很明顯,本題考查電場線相關(guān)知識,關(guān)鍵字眼“正確”,如果稍不注意把正確看成“不正確”,那本題必將錯選.由于電場線見得多了,部分學生不記得電場線是為了描述電場人為引入的而錯選了A,電場線越密,電場強度越大,B錯;沿電場線的方向電勢降低,C對;D選項中未指明是哪種電荷,部分學生只考慮正電荷沿電場線移動,電勢能減小,忽略了負電荷沿電場線移動,電勢能增加,以致錯選D.

        2畫好草圖,形象物理過程和情景

        畫好草圖是分析物理問題的重要手段,它能建立清晰有序的物理過程,確立物理量間關(guān)系,把問題具體化、形象化.草圖可以是運動過程圖、受力分析圖、狀態(tài)變化圖等,也可以是攝像法、等效法得到的示意圖.

        例2(2007全國Ⅰ理綜)

        兩平面熒光屏互相垂直放置(圖1),在兩屏內(nèi)分別取垂直于兩屏交線的直線為x軸和y軸,交點O為原點,如圖所示,在y>0,0

        y>0,x>a的區(qū)域有垂直于紙面向外的勻強磁場,兩區(qū)域內(nèi)的磁感應強度大小均為B.在O點有一處小孔,一束質(zhì)量為m、帶電量為q(q>0)的粒子沿x軸經(jīng)小孔射入磁場,最后扎在豎直和水平熒光屏上,使熒光屏發(fā)亮,入射粒子的速度可取從零到某一最大值之間的各種數(shù)值.已知速度最大的粒子在0a的區(qū)域中運動的時間之比為2∶5,在磁場中運動的總時間為7T/12,其中T為該粒子在磁感應強度為B的勻強磁場中作圓周運動的周期.試求兩個熒光屏上亮線的范圍(不計重力的影響).

        畫好草圖(圖2)是解決本題的關(guān)鍵所在,因為速度方向一定,大小變化,當速度較小時,粒子將在x

        軌道半徑大于a的粒子開始進入右側(cè)磁場,考慮r=a的極限情況,這種粒子在右側(cè)的圓軌跡與x軸在D點相切(虛線),OD=2a,這是水平屏上發(fā)亮范圍的左邊界.

        速度最大的粒子的軌跡如圖中實線所示,它由兩段圓弧組成,圓心分別為C和C′,C在y軸上,由對稱性可知C′在x=2a直線上.

        總結(jié):本題經(jīng)畫圖,通過臨界狀態(tài)的幾何關(guān)系分析,找到區(qū)間范圍.

        3變換思路,加強物理情景間的關(guān)系

        有些問題,就題論題很難求得結(jié)論,甚至得不到結(jié)果.此時應馬上變換思路,轉(zhuǎn)移研究對象、物理狀態(tài)和物理過程,加強相似物理情景間的聯(lián)系,挖掘特殊和一般的關(guān)系,導出結(jié)論.

        例3

        如圖3所示,有一根直導線架在條形磁鐵的正上方,且與磁鐵垂直,通有垂直紙面向里的電流,試判斷通電前后磁鐵對地面的壓力大小變化

        情況.

        分析因無法直接去判斷通電導線對磁鐵的作用力,則可根據(jù)力發(fā)生作用的相互性,若能判斷出通電導線在條形磁鐵的磁場的受力情況,則可間接得出磁鐵的受力情況,使問題得到解決.由左手定則可知,該通電導線受到豎直向下的磁場力,進而可知磁鐵受到豎直向上的磁場力,則對地面的壓力減小.

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