方芷菲
物理作為高中教育體系中不可缺少的一部分,電磁學(xué)則是令我們感到最棘手的知識(shí)。為了不斷提高考試成績,我們需要積極總結(jié)電磁學(xué)的解題技巧與方法,只有掌握并能靈活運(yùn)用解題方法,才能保證我們在高考中取得好成績。因此,下面主要對高中物理電磁學(xué)解題進(jìn)行分析。
在學(xué)習(xí)高中物理知識(shí)過程中,能否掌握學(xué)習(xí)方法直接關(guān)系到考試成績。在解答電磁學(xué)問題時(shí),我們要能依據(jù)問題實(shí)際情況選取解題方法。在生活中有意識(shí)總結(jié)解題方法,提升解題能力的同時(shí),為日后考試奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。
1 高中物理電磁學(xué)概述
通過分析高中物理教材知識(shí)可知,電磁學(xué)占據(jù)著十分關(guān)鍵的位置,是物理教材中不可缺少的一部分,緣起于近代社會(huì)。從屬性上看,電磁學(xué)隸屬于磁學(xué)與電學(xué),簡單的說是一門專門研究電磁性相互作用的課程,主要研究項(xiàng)目包括:帶電物體動(dòng)力學(xué)、電荷、電磁場、電波等。為了能掌握教材中的物理知識(shí),我們需要在日常學(xué)習(xí)中養(yǎng)成好習(xí)慣。在解答電磁學(xué)問題時(shí),先從條件入手,全面解讀電磁現(xiàn)象,挖掘條件背后的含義,總結(jié)規(guī)律的同時(shí),尋找問題的突破口。當(dāng)前比較常見的解題思路有兩種,一是從“路”的角度出發(fā);二是從“場”的角度出發(fā),深度剖析電磁學(xué)原理、計(jì)算規(guī)律、電磁間的聯(lián)系等,不僅能提高解題效率,還能保證解題準(zhǔn)確率。通常情況下,在試卷中的問題大多是基礎(chǔ)性問題,旨在考察我們基礎(chǔ)知識(shí)的扎實(shí)程度。因此,我們需要從基礎(chǔ)入手,著重培養(yǎng)計(jì)算能力與解題能力。
2 高中物理電磁學(xué)解題方法
2.1 微元法
是一種常見的解決物理問題的方法。在解答物理電磁問題時(shí)運(yùn)用此方法,能夠?qū)⒁恍┹^為復(fù)雜的物理知識(shí)轉(zhuǎn)變成比較熟悉的物理問題,并在短時(shí)間內(nèi)尋找到解題的突破口,有效降低了解題難度。在利用微元法解題時(shí),我們需要先將問題細(xì)化成多個(gè)“元過程”,只需分析此類條件存在的規(guī)律,對照數(shù)學(xué)方法進(jìn)行處理,便能輕易此問題。以下題為例:
在水平面內(nèi)有一質(zhì)量為M、半徑為R、質(zhì)量分布均勻的圓環(huán),其幾何軸與水平面垂直,若圓環(huán)能經(jīng)受的最大張力為T,在不考慮重力影響下,求此圓環(huán)可以繞幾何軸旋轉(zhuǎn)的最大角速度( )
解析:解答的關(guān)鍵是使用微元法得出,在距離轉(zhuǎn)軸最遠(yuǎn)處取一小段,由幾何關(guān)系求出質(zhì)量,即:在圓環(huán)上取很一小段,長度為l,質(zhì)量為dm,對應(yīng)的圓心角為dθ,由向心力的表達(dá)式求出需要的向心力,然后結(jié)合力的合成即可求出。
2.2 守恒定律
電荷守恒、動(dòng)量守恒、能量守恒等作為應(yīng)用廣的解題方法,是一種準(zhǔn)確率高、解題效率快的方法,以下題為例:
將一電荷量為+Q的小球放在不帶電的金屬球附近,所形成的電場線分布如圖所示,金屬球表面的電勢處處相等.a、b為電場中的兩點(diǎn),則( )
A.a點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的大
B.a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的高
C.檢驗(yàn)電荷-q在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的大
D.將檢驗(yàn)電荷-q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過程中,電場力做負(fù)功
解析:本題主要考查電場線的特點(diǎn)與電場力做功的特點(diǎn),解題的關(guān)鍵是電場力做正功,電勢能減??;電場力做負(fù)功,電勢能增加。電場線的疏密表示場強(qiáng)的大?。?/p>
2.3 圖像法
在解答電磁學(xué)問題時(shí),我們第一時(shí)間聯(lián)想到的就是圖像法,通過觀察圖像,挖掘圖像背后物理?xiàng)l件間的關(guān)系,不但能使答題過程變得更加形象、具體,而且為我們梳理解題思路提供了便捷條件,無形中降低了解題難度。以下題為例:
如圖甲所示,長度相等、電阻均為r的三根金屬棒AB、CD、EF,用導(dǎo)線相連,不考慮導(dǎo)線電阻。此裝置勻速進(jìn)入勻強(qiáng)磁場的過程(勻強(qiáng)磁場寬度大于AE間距離),則EF兩端電壓u隨時(shí)間變化的圖像正確的是圖乙中的( )
解析:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的導(dǎo)體相當(dāng)于電源,其他部分電路是外電路。在解答此題時(shí),我們需要根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢公式和電路的結(jié)構(gòu),分析AB電勢差與電動(dòng)勢的關(guān)系,選擇圖象即可。
2.4 綜合法
主要是以題目中給出的已知條件為切入口,結(jié)合物理關(guān)系式間的聯(lián)系,科學(xué)分析問題,推導(dǎo)出最關(guān)鍵的解題條件,從而順利解答問題。需要注意的是,綜合法與分析法兩者存在千絲萬縷的關(guān)聯(lián),我們在解題過程中要依據(jù)實(shí)際情況合理選用方法。
如圖,在勻強(qiáng)磁場中固定放置一根串接一電阻R的直角形金屬導(dǎo)軌aob(在紙面內(nèi)),磁場方向垂直紙面朝里,另有兩根金屬導(dǎo)軌c、d分別平行于oa、ob放置.保持導(dǎo)軌之間接觸良好,金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì).現(xiàn)經(jīng)歷以下四個(gè)過程:①以速率v移動(dòng)d,使它與ob的距離增大一倍;②再以速率v移動(dòng)c,使它與oa的距離減小一半;③然后,再以速率2v移動(dòng)c,使它回到原處;④最后以速率2v移動(dòng)d,使它也回到原處.設(shè)上述四個(gè)過程中通過電阻R的電量的大小依次為Q1、Q2、Q3和Q4,則( )
A.Q1=Q2=Q3=Q4 B.Q1=Q2=2Q3=2Q4 C.2Q1=2Q2=Q3=Q4 D.Q1≠Q(mào)2=Q3≠Q(mào)4
3 結(jié)束語
綜上所述,高中物理作為基礎(chǔ)性課程,占據(jù)著關(guān)鍵位置。要想學(xué)好物理知識(shí),電磁學(xué)的學(xué)習(xí)是關(guān)鍵。因此,在以后的學(xué)習(xí)中,我們要注重解題方法與技巧的積累,歸納解題規(guī)律,從而不斷增強(qiáng)解題能力,在考試中取得好成績。
(作者單位:黑龍江省第37中學(xué))