岳亮

摘 要：帶電粒子在電場、磁場中的運動以及金屬棒在磁場中運動是中學(xué)物理中的重點內(nèi)容，這類問題對空間想象能力、分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識處理物理問題的能力有較高的要求，是考查考生多項能力極好的載體，因此歷來都是高考的熱點。

關(guān)鍵詞：電磁學(xué)；思路；方法

一、電磁學(xué)問題的題型特點

首先，綜合的知識多一般是三個以上知識點融匯于一題。可以滲透磁場安培力和洛倫磁力、閉合電路歐姆定律、電功、電功率、動能定理、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律、牛頓定律、運動學(xué)公式，力學(xué)平衡等多個知識點；其次，數(shù)學(xué)技能要求高解題時布列的物理方程多，需要等量代換，有時用到待定系數(shù)法；研究的物理量是時間、位移或其他相關(guān)物理量的函數(shù)時，要用到平面幾何知識或通過解析式進(jìn)行分析討論；第三，當(dāng)研究的物理量出現(xiàn)極值、臨界值，可能涉及三角函數(shù)，也有用到判別式、不等式性質(zhì)等；最后，難易設(shè)計有梯度。雖說電磁混合題有難度，但并不是一竿子難到底，讓你望題生畏，而是先易后難。通常情況下的第（1）、（2）問，估計絕大多數(shù)考生還是有能力和信心完成的，所以，絕對不能全部放棄。

二、如何正確解答電磁學(xué)問題

分析物理過程根據(jù)題設(shè)條件，設(shè)問所求，把問題的全過程分解為幾個與答題有直接關(guān)系的子過程，使復(fù)雜問題化為簡單。有時電磁混合題的設(shè)問前后呼應(yīng)，即前問對后問有作用，這樣子過程中某個結(jié)論成為銜接兩個設(shè)問的紐帶；也有的題設(shè)問彼此獨立，即前問不影響后問，那就細(xì)致地把該子過程分析解答完整。分析原因與結(jié)果針對每一道電磁題，無論從整體還是局部考慮，物理過程都包含有原因與結(jié)果。所以，分析原因與結(jié)果成為解題的必經(jīng)之路。譬如：引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原因，是導(dǎo)體棒切割磁感線、還是穿過回路的磁通量發(fā)生變化，或者兩者同時作用。導(dǎo)體棒切割磁感線，是受外作用（恒力、變力），還是具有初速度。正是原因不同、研究問題所選用的物理規(guī)律就不同，進(jìn)而，我們結(jié)合題意分析這些原因?qū)е略鯓拥慕Y(jié)果。針對題目需要我們回答的問題，不外乎從受力情況、運動狀態(tài)、能量轉(zhuǎn)化等方面著手研究，最終得出題目要求的結(jié)果。

確定思路方法解電磁題不必刻意追求方法的創(chuàng)新，因為試題知識容量大，綜合性強，很難做到解題方法大包大攬的巧妙與簡捷。還是踏踏實實地從讀題、審題開始。提取復(fù)雜情境中有價值信息，明確已知條件、挖掘隱含條件、預(yù)測臨界條件。畫研究對象受力圖、運動情境示意圖，初步展示分析問題的思路。至于采用的方法，一則從已知條件切入，根據(jù)物理過程列出有關(guān)物理方程，就表達(dá)式中仍是未知的物理量，要繼續(xù)順著相關(guān)過程尋找，不斷地用已知替換未知。

對于已知條件是數(shù)據(jù)的電磁題，也可以采用分步計算求相關(guān)物理量數(shù)值。不過，要明確所求的值對下一步解答有何作用，是否是承上啟下的銜接點，還是平行關(guān)系的插入點。

對于有論述說理要求的電磁題，既可以直面進(jìn)入分析推理，也可以用假設(shè)的方法，從問題的側(cè)面或反面推理判斷。對局部子過程倒可以結(jié)合問題實際，運用巧妙建模、整體分析、應(yīng)用對稱、逆向思維、等效代換、運用圖像等靈活多樣的解題方法。例如：如圖所示，在寬度分別為l1和l2的兩個毗鄰的條形區(qū)域中分別有勻強磁場和勻強電場，磁場方向垂直于紙面向里，電場方向與電、磁場分界線平行向右。一帶正電荷的粒子以速率v從磁場區(qū)域上邊界的P點斜射入磁場，然后以垂直于電、磁場分界線的方向進(jìn)入電場，最后從電場邊界上的Q點射出.已知PQ垂直于電場方向，粒子軌跡與電、磁場分界線的交點到PQ的距離為d，不計重力，求電場強度與磁感應(yīng)強度大小之比及粒子在磁場與電場中運動時間之比：

解析：粒子在磁場中做勻速圓周運動，軌跡如下圖.由于粒子在分界線處的速度與分界線垂直，圓心O應(yīng)在分界線上，OP長度即為粒子運動的圓弧半徑R.由幾何關(guān)系得：

R2=l21+（R-d）2. ① 設(shè)粒子的帶電荷量和質(zhì)量分別為q和m，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得：

qvB=■ ②

設(shè)P′為虛線與分界線的交點，∠POP′=α，則粒子在磁場中的運動時間為：

t1=■ ③ 式中sinα=■ ④ 粒子進(jìn)入電場后做類平拋運動.某初速度為v，方向垂直于電場，設(shè)粒子加速度大小為a，由牛頓第二定律得：

qE=ma. ⑤

由運動學(xué)公式有：

d=■at22. ⑥

l2=vt2. ⑦

式中t2是粒子在電場中運動的時間，由①②⑤⑥⑦式得：

■=■v ⑧

由①③④⑦式得：

■=■arcsin（■） ⑨

總之，方法因題而論，靈活應(yīng)對，不能機械模仿。但熟練掌握電磁學(xué)問題在高考題中的處理方法，會對做其他解答題起到舉一反三、觸類旁通的作用。