高中物理電磁學(xué)解題分析與研究

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(jī)，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?cè)诟呖贾腥〉煤贸煽?jī)。因此，下面主要對(duì)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(jī)。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(jiǎn)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(chǎng)、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(chǎng)”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(duì)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(zhǎng)度為l，質(zhì)量為dm，對(duì)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(chǎng)線分布如圖所示，金屬球表面的電勢(shì)處處相等.a、b為電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，則（ ）

A.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大

B.a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高

C.檢驗(yàn)電荷-q在a點(diǎn)的電勢(shì)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(chǎng)力做負(fù)功

解析：本題主要考查電場(chǎng)線的特點(diǎn)與電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)，解題的關(guān)鍵是電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減??；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加。電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小；

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(wú)形中降低了解題難度。以下題為例：

如圖甲所示，長(zhǎng)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(chǎng)的過程（勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(shì)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(shì)公式和電路的結(jié)構(gòu)，分析AB電勢(shì)差與電動(dòng)勢(shì)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(wàn)縷的關(guān)聯(lián)，我們?cè)诮忸}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(chǎng)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(chǎng)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(yǔ)

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(jī)。

（作者單位：黑龍江省第37中學(xué)）