淺談安培力作用下的平衡問題

（湖北省黃岡市麻城一中 湖北黃岡 438300）

引言

在當(dāng)前物理考試大綱中，我們需要掌握安培力的大小和方向問題，了解勻強磁場中安培力的變化情況，利用安培力的作用完成事物的平衡，安培力的學(xué)習(xí)看似簡單卻涵蓋眾多知識點，它能考驗我們各個方面綜合能力，理解安培力可以掌握安培力的概念和使用條件，明確安培力在不同情況下的準(zhǔn)確應(yīng)用，從中尋找相應(yīng)的規(guī)律，提高自身實際綜合能力。

一、安培力的教學(xué)特點

學(xué)了一段時間的物理以后就會發(fā)現(xiàn)，學(xué)好物理不僅可以鍛煉自己的實踐能力和思維能力，還能夠慢慢培養(yǎng)自己的空間想象能力，我們可以看懂立體圖，可以熟悉一件物體各個角度的俯視圖、側(cè)視圖以及剖面圖，通過有效的鞏固練習(xí)，提高了自己的物理成績?？偨Y(jié)分析得出安培力有以下幾點特點：（1）學(xué)習(xí)安培力可以利用物理實驗，將物理情景再現(xiàn)在眼前；（2）學(xué)習(xí)安培力，借助教師的悉心指導(dǎo)，設(shè)想關(guān)于物體的物理情景；（3）教師應(yīng)用電教手段，為我們安培力的學(xué)習(xí)創(chuàng)造出物理情景，在該情景模式下我們可以對安培力有更深的了解，通過安培力的作用解決關(guān)于平衡的問題；（4）已經(jīng)存在的物理圖景可以被利用，在教師的幫助下將物理圖景變?yōu)樾虑榫埃屛覀冊谡n堂學(xué)習(xí)與物理實驗中更加順利，為關(guān)于安培力的習(xí)題處理的更加順利，學(xué)會觀察物理現(xiàn)象進行深入的分析與總結(jié)，鞏固并扎實物理學(xué)知識基礎(chǔ)，通過大量的習(xí)題總結(jié)實踐經(jīng)驗[1]。

二、安培力作用下的平衡問題

1.一般平衡

安培力作用下的平衡問題，首先從一般平衡問題中考慮，將一個條形磁鐵放在桌面，將直導(dǎo)線通電，從S極移動到N極，這個時候?qū)Ь€和磁鐵之間必須保持垂直的關(guān)系，求磁鐵受到的摩擦力情況。經(jīng)過分析得知，當(dāng)導(dǎo)線被通電以后磁鐵的運動情況發(fā)生變化，磁體受到的壓力和摩擦力與電流磁場磁力方向有關(guān)，因為S極和N極在磁場力作用之下，想要直接進行判斷的難度比較大，因此，我在學(xué)習(xí)中會利用安培力的作用，安培力作用下有著互補的特性，將研究對象變換，先研究通電狀態(tài)下的導(dǎo)線受到的磁場力的方向，然后根據(jù)之前學(xué)到的牛頓第三定律知識，判斷電流磁場的方向。通過安培力的平衡知識可以判斷出，磁鐵受到的摩擦力方向是從左變?yōu)橄蛴?。在這道題的解析中詳細應(yīng)用了安培力的作用，通了電的導(dǎo)線或者磁鐵處于平衡狀態(tài)的時候，人們可以在力學(xué)中探究可以有效解決平衡問題的方式與方法，轉(zhuǎn)換研究對象法就是其中最常見的一種，可以用在通電導(dǎo)線或者磁鐵中，解決關(guān)于題目中的平衡問題[2]。

2.動態(tài)平衡

除了安培力作用下的一般平衡問題以外，還需要我們?nèi)ソ鉀Q動態(tài)平衡問題，例如在一個弓形線圈中有一條逆時針方向的電流，圓弧圓心處有一條導(dǎo)線，導(dǎo)線與紙面垂直關(guān)系，直導(dǎo)線通過電流的時候，線圈的狀態(tài)應(yīng)該如何。在這道題中最初我們會無從下手，但是學(xué)到了安培力作用相關(guān)知識以后明白了應(yīng)該如何應(yīng)付，先使用等效法，讓弓形線圈中的電流被成功等效成一個小的磁針，N極呈現(xiàn)出垂直的方向，直線電流的磁場方向在小磁針的豎直方向，并呈現(xiàn)出向上的模樣，小磁針轉(zhuǎn)向磁場的方向，因此經(jīng)過分析得知線圈向直導(dǎo)線靠近。這道題主要是為了考察我們關(guān)于安培力的作用問題，導(dǎo)線和線圈在通電以后的動態(tài)問題需要解決，我們?nèi)绻梢赃x擇合適的方法，處理安培力作用力平衡問題的時候會更加簡單，除了等效法以外，常用的方法還有電流元法、平衡電流法等。

某省今年高考物理試卷中，物理突出了對學(xué)生能力的考查，試題整體難度跟去年比有所上升，由淺入深、梯度合理，形式變化小。試題多角度、多層次地考查了學(xué)生的識記能力、理解能力、分析能力、用數(shù)學(xué)方法解決物理問題的能力。選修3-5轉(zhuǎn)移到了必做題模塊，難度不大，物理壓軸題為電磁學(xué)，難度較大。試題中“力學(xué)”部分與“電磁學(xué)”部分分值相當(dāng)并未追求面面俱到。試題必修部分“力學(xué)”、“電磁學(xué)”分值相當(dāng)，整套題目側(cè)重考查應(yīng)用“牛頓定律”和“能量”兩大基本方法解決物理問題，突出了重點內(nèi)容。時代性和開放性成為我們學(xué)習(xí)物理的追求方向，了解物理學(xué)科的實踐性和應(yīng)用型，注重教師對學(xué)生學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)和基本物理素養(yǎng)的培養(yǎng)，強調(diào)物理方法和物理思想的養(yǎng)成。

結(jié)語

總而言之，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和教育改革的進步，我們意識到了只是提高學(xué)習(xí)成績是沒有意義的，還需要提高自己的實踐能力，通過大量的習(xí)題不斷積累經(jīng)驗，只有這樣才能夠鍛煉我們的綜合實力，提高物理成績的同時，幫助教師提高教學(xué)效率，營造良好的課堂學(xué)習(xí)氛圍。