高中物理電磁學(xué)的解題技巧分析

唐敏高

摘 要 物理是高中階段一門實(shí)用性較強(qiáng)的學(xué)科，電磁學(xué)是高中物理的重要內(nèi)容，可以說(shuō)其是物理學(xué)習(xí)的重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)。因?yàn)殡姶艑W(xué)問(wèn)題會(huì)涉及電流、電磁場(chǎng)以及電磁輻射等內(nèi)容，所以有些同學(xué)解題時(shí)會(huì)遇到麻煩，因此，本文先闡述了電磁學(xué)的概念及解題策略，然后通過(guò)一些例題來(lái)分析具體解題技巧。

關(guān)鍵詞 高中物理;電磁學(xué);解題技巧

中圖分類號(hào)：O44??????????????????????????????????????????????????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????????????????????????????????????????????????? 文章編號(hào)：1002-7661（2018）20-0122-01

高中物理涉及的知識(shí)面較廣，如果沒(méi)有對(duì)某些物理定義有較深的理解，就會(huì)在做題時(shí)遇到麻煩，而電磁學(xué)包含了眾多知識(shí)點(diǎn)，相對(duì)于其他物理知識(shí)點(diǎn)來(lái)說(shuō)偏難，所以在解決電磁學(xué)問(wèn)題時(shí)，高中生一定要掌握好有效的解題技巧，這樣才能夠提升自己的物理成績(jī)，對(duì)電磁現(xiàn)象有更深的理解。

一、高中物理中電磁學(xué)闡述

在高中物理整體知識(shí)架構(gòu)中，電磁學(xué)占有重要地位，屬于物理體系的重要枝節(jié)，電磁學(xué)是近代社會(huì)所提出來(lái)的物理知識(shí)。從廣義上講，電磁學(xué)包括電學(xué)和磁學(xué);從狹義上講，電磁學(xué)是一門研究電與磁相互交織關(guān)系的學(xué)科，研究?jī)?nèi)容有電磁場(chǎng)、電磁波、帶電物體以及電荷等。為了能夠掌握好此部分物理知識(shí)，高中生要保持良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，在解答電磁學(xué)問(wèn)題過(guò)程中，要使用一定的解題技巧，充分理解電磁的一般表現(xiàn)規(guī)律及實(shí)際應(yīng)用。

二、電磁學(xué)解題策略

根據(jù)以往解決電磁學(xué)問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)，可以總結(jié)出常見(jiàn)解題技巧有圖像法、整體思維法、利用守恒定律等，因?yàn)榻忸}方式不同，所以解題時(shí)所體現(xiàn)的特點(diǎn)及性質(zhì)也存在差異。在解答電磁學(xué)問(wèn)題時(shí)，要根據(jù)其實(shí)際問(wèn)題類型選擇合理的解題方式，把握好解題規(guī)律，進(jìn)而提升自身的物理知識(shí)水平。

三、電磁學(xué)的解題技巧

（一）利用圖像法解題。因?yàn)榇蠖鄶?shù)電磁學(xué)問(wèn)題都需要做輔助圖進(jìn)行問(wèn)題解答，而且使用圖像來(lái)解決問(wèn)題，會(huì)使抽象的問(wèn)題形象化、具體化，能夠合理的梳理出電磁學(xué)問(wèn)題的整體結(jié)構(gòu)，使抽象的文字問(wèn)題具體化。利用圖像法解決問(wèn)題就是將電磁學(xué)知識(shí)以圖形的方式表述出來(lái)，通過(guò)建立幾何關(guān)系解答物理問(wèn)題。

比如：解答“如圖1，此圖形表示是絕緣圓筒容器，其半徑為R，中軸線為O。在此容器的內(nèi)部含有一個(gè)磁場(chǎng)，并且其磁場(chǎng)強(qiáng)度均勻，且磁場(chǎng)軸線與其磁場(chǎng)方向保持平行，其磁感強(qiáng)度為B，H是存在于圓筒上的某個(gè)小孔。若使圓筒處于真空環(huán)境中，此時(shí)存在一顆帶電粒子P，質(zhì)量為m，電荷量為q，此帶電粒子會(huì)以某種速度從H點(diǎn)進(jìn)入到圓筒之中，當(dāng)發(fā)生接觸及碰撞時(shí)，帶電粒子P會(huì)從H點(diǎn)飛出去;若是圓筒內(nèi)壁光滑，帶電粒子會(huì)與筒壁之間發(fā)生彈性碰撞，在此狀況帶電粒子不會(huì)飛出筒外。若想使帶電粒子與筒壁之間的碰撞次數(shù)最少，那么帶電粒子P的速度是多少？其進(jìn)入圓筒至飛出圓筒的時(shí)間是多少？”

通過(guò)分析問(wèn)題可知，帶電粒子不會(huì)與筒壁之間只進(jìn)行一次碰撞，如果只發(fā)生一次碰撞，那么說(shuō)明帶電粒子是沿直線運(yùn)動(dòng)，但是事實(shí)上，圓筒內(nèi)存有磁場(chǎng)，受到洛倫磁力的影響，帶電粒子的運(yùn)行軌跡會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，這時(shí)就可考慮帶電粒子是否會(huì)與筒壁之間發(fā)生兩次以上的碰撞。由題可知，粒子與筒壁之間產(chǎn)生的碰撞時(shí)彈性碰撞，這表明粒子在碰撞前后不會(huì)產(chǎn)生變化，并且按照粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，若其與筒壁之間產(chǎn)生兩次碰撞，那么其會(huì)呈現(xiàn)出對(duì)稱形態(tài)。為了解決此問(wèn)題，可以找到準(zhǔn)圓的三等分點(diǎn)，并描繪出帶電粒子的軌跡，明確中心點(diǎn)，通過(guò)分析幾何之間的關(guān)系，即能解決此問(wèn)題。

（二）微元法。微元法是指從整體中截取一部分作為研究?jī)?nèi)容，通過(guò)分析部分與整體之間的關(guān)系來(lái)解答問(wèn)題。使用此種方式能夠使復(fù)雜的物理問(wèn)題簡(jiǎn)單化，將其轉(zhuǎn)化成熟悉的問(wèn)題來(lái)解決。

比如：在解決“如圖2所示，存在一個(gè)水平放置半徑為a的金屬圓環(huán)，并且在圓環(huán)上豎直放置了一個(gè)金屬圓柱，此圓柱經(jīng)過(guò)中點(diǎn)O，且存在一個(gè)電阻為R，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，在圓環(huán)平面上，且其一端與O重合，另一端A圍著圓柱進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)，其與圓環(huán)的摩擦系數(shù)為，若圓環(huán)磁場(chǎng)恒定，其強(qiáng)度為B=Kr，K>0，豎直向上，若不考慮其他因素，此時(shí)A端水平外力為多少才可以確保導(dǎo)體棒可以按照角速度實(shí)現(xiàn)勻速旋轉(zhuǎn)?！?/p>

由題可知，導(dǎo)體棒處于勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，所以是平衡的，其合力為0;棒上存在的外力與安培力是平行力且方向相反，所以求出安培力，就能夠求出外力。可以使用微元法截取導(dǎo)體棒上的一小段，求出安培力表達(dá)式，即可求出答案。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電磁力是高中物理學(xué)科的重要內(nèi)容，因其知識(shí)較為復(fù)雜，所以如果不能夠掌握一些解題技巧，就會(huì)在解答此類問(wèn)題時(shí)存在困難，因此我們要在學(xué)習(xí)此部分知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，學(xué)會(huì)圖像法、微元法等解題技巧，進(jìn)而提升解題速度，提高物理成績(jī)。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐博海.高中物理電磁學(xué)習(xí)題解答困難的解決對(duì)策[J].低碳世界，2017（36）：373-374.