郭泉嶺

【摘要】高中物理電磁學(xué)是高中物理知識體系中最重要的知識學(xué)習(xí)部分，其難度系數(shù)在物理知識系統(tǒng)也一直居高不下，成為歷年物理高考的必考的綜合題之一，可想而知其復(fù)習(xí)的重要性。而類比法應(yīng)用于高中電磁學(xué)復(fù)習(xí)中，能夠?qū)㈦娮虒W(xué)知識、運動學(xué)知識等聯(lián)系起來復(fù)習(xí)，不但將分散的電磁學(xué)知識有效整合起來，方便復(fù)習(xí)，還在很大程度上實現(xiàn)了學(xué)生對電磁學(xué)知識的綜合掌握與應(yīng)用。所以，本文作者對類比法在高中電磁學(xué)復(fù)習(xí)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析。

【關(guān)鍵詞】高中物理 電磁學(xué) 復(fù)習(xí) 類比法

【中圖分類號】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）06-0078-01

教學(xué)和知識復(fù)習(xí)中的類比法，是指將兩種或兩種以上相似的知識內(nèi)容聯(lián)系和整合在一起教學(xué)、學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，以加強(qiáng)學(xué)生對知識的印象和記憶，進(jìn)而達(dá)到掌握和應(yīng)用知識的目的。將類比法應(yīng)用在高中物理電磁學(xué)復(fù)習(xí)中，能夠?qū)⒍喾N類似的知識原理、知識概念、物理模型及解題方法整合和聯(lián)系在一起復(fù)習(xí)，即節(jié)省了復(fù)習(xí)時間，又提高了學(xué)生的記憶力，進(jìn)實現(xiàn)高效復(fù)習(xí)高中電磁學(xué)復(fù)習(xí)的目的。

一、高中物理電磁學(xué)概念類比復(fù)習(xí)

1.“靜電場和穩(wěn)恒磁場”理想模型類比復(fù)習(xí)

該類比復(fù)習(xí)方法主要應(yīng)用于“靜電場和穩(wěn)恒磁場”的復(fù)習(xí)，即使用性質(zhì)與該知識點相似的模型，實現(xiàn)“靜電場和穩(wěn)恒磁場”具體化，不但簡化了相關(guān)知識點，還有效加深對該知識點的記憶。例如，模仿力學(xué)中的“質(zhì)點”與“剛體”理想模型，構(gòu)建具體化、細(xì)微化的電荷和電流模型，并且該模型中還忽略了電荷帶電體體積、帶電體形狀和帶電體幾何尺寸，直接將這些帶電體集中成一個而電量集，而對于連續(xù)分布帶電體，則直接用微元幽表示，電荷理想模型可以反映出靜電場的變化情況；穩(wěn)恒磁場則是通過電流理想模型反映，即載流導(dǎo)線在其周圍空間激發(fā)磁場的微元變化模擬空間。

2.“電場和磁場”基本特征量類比復(fù)習(xí)

電場和磁場的是高中物理電磁學(xué)中的基本知識，是高中物理?？嫉膬?nèi)容之一，主要考選擇題，所以對其復(fù)習(xí)是必然的。利用有基本特征量類比復(fù)習(xí)法復(fù)習(xí)“電場和磁場”的原理，是通過比較兩者的共性與異性，實現(xiàn)對兩者的區(qū)別。通過該類比復(fù)習(xí)方法可以明確了解到電場與磁場的共性是兩者都都對被放入電場和磁場的電荷產(chǎn)生力作用，分別產(chǎn)生的力是庫侖力和安培力，其作用可以通過強(qiáng)度矢量和磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量來表征。不但簡單明了的復(fù)習(xí)了電場與磁場的共性，還連帶與之相關(guān)的庫侖力和安培力知識也得到了簡單復(fù)習(xí)。

例如，根據(jù)上面提到了強(qiáng)度矢量和磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量，推導(dǎo)出點電荷由激發(fā)的場強(qiáng)為，進(jìn)一步證實場強(qiáng)只與場源電荷、場點位置及周圍的介質(zhì)有關(guān)；與之對應(yīng)的電流元激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度根據(jù)以上特征量類比復(fù)習(xí)法。也可以推出磁感應(yīng)強(qiáng)度為，實現(xiàn)強(qiáng)度矢量和磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量的同步復(fù)習(xí)[1]。

二、高中物理電磁學(xué)規(guī)律類比復(fù)習(xí)

1.“庫侖定律”基本實驗定律類比復(fù)習(xí)

“庫侖定律”是電磁學(xué)中最常見的定律，它主要表達(dá)的是靜止電荷激發(fā)靜電場的運行規(guī)律，實質(zhì)上可以直接用點電荷表示。應(yīng)用基本實驗定律類比復(fù)習(xí)“庫侖定律”的原理是利用滿足庫侖定律的實驗實現(xiàn)對點電荷場強(qiáng)激發(fā)原理及公式的復(fù)習(xí)，利用基本實驗定律類比法，可以進(jìn)一步了解和復(fù)習(xí)點電荷場強(qiáng)。

實驗是根據(jù)矢量場的疊加原理實現(xiàn)的，即的原則求出任意帶電體在某一點空間激發(fā)的場強(qiáng)，該實驗方法還可以應(yīng)用于恒定電流激發(fā)穩(wěn)恒磁場的強(qiáng)度復(fù)習(xí)，即根據(jù)以上實驗原理及方法推導(dǎo)出，在空間任何一點處激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，該公式的實驗推導(dǎo)滿了畢奧——薩伐爾定律，該定律地位與庫侖定律相當(dāng)。

2.“矢量場”重要定理類比復(fù)習(xí)

矢量場是電磁學(xué)中較為重要的定理之一，也是高中物理電磁學(xué)考試的重點內(nèi)容之一，所以對其進(jìn)行復(fù)習(xí)是必要的。通過類比法了解到“矢量場”重要定律可以從靜電場矢量場和穩(wěn)恒磁場矢量場兩方面進(jìn)行復(fù)習(xí)，因為與之相對應(yīng)的靜電場高斯定理及環(huán)路定理、穩(wěn)恒磁場高斯定理及環(huán)路定理在計算原理上存在很多相似之處，可以利用類比法同時實現(xiàn)兩重要定理的復(fù)習(xí)。即，靜電場高斯定理為，該公式反應(yīng)出靜電場的性質(zhì)實質(zhì)上是有源場，即電場線有始終且不閉合；相應(yīng)的環(huán)路定理為，反映電場力是保守力，靜電場是保守場，所以得出有源無旋場是靜電場的性質(zhì)。與此類似的穩(wěn)恒磁場高斯定理根據(jù)其推導(dǎo)原理，可以推導(dǎo)出穩(wěn)恒磁場高斯定理為，反映穩(wěn)恒磁場實質(zhì)上是無源場，即磁場線呈無頭無尾狀態(tài)，并且出現(xiàn)閉合曲線；相應(yīng)的環(huán)路定理為，反映磁場力是非保守力，磁場為有旋場，所以得出無源有旋場是穩(wěn)恒磁場的性質(zhì)[2]。

三、解題方法類比復(fù)習(xí)

該解題復(fù)習(xí)方法適用于所有高中物理電磁學(xué)題型解答，尤其是與高斯定理和環(huán)路定理相關(guān)的電磁學(xué)物理題，所以該本文根據(jù)高斯定理和環(huán)路定理相的相識性，對一些具有特殊對稱性的問題進(jìn)行解題方法復(fù)習(xí)，其解題思路和步驟類似。具體解題方法類比復(fù)習(xí)如下：第一，對解題對象進(jìn)行對稱性分析；第二，選取合理的閉合曲面，使得閉合曲面上各點處的場強(qiáng)的大小相等，并保證其方向與高斯面垂直或者相同，以實現(xiàn)靜電場高斯定理、穩(wěn)恒磁場環(huán)路定理影響下的解題方法類比復(fù)習(xí)[3]。

例如，題1：將真空中一“無限長”均勻帶電直線的電荷密度設(shè)為λ，試求直線距離在r處的電場強(qiáng)度。

題2：將真空中一“無限長”載流直導(dǎo)線電流強(qiáng)度設(shè)為I，試求直線距離在r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

從兩個結(jié)果不難看出，靜電場的高斯定理和穩(wěn)恒磁場的環(huán)路定理在解題思路和解題步驟上高度對稱和相似，因而具有可類比性。所以利用類比法復(fù)習(xí)解題方法能夠提高物理電磁學(xué)解題準(zhǔn)確度和速度，實現(xiàn)了復(fù)習(xí)效率的提高。

四、結(jié)語

綜上所述，將類比法應(yīng)用到高中物理電磁學(xué)復(fù)習(xí)中，能夠有效提高學(xué)生復(fù)習(xí)效率，并在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生的物理邏輯思維、獨立思考能力、知識總結(jié)能力、知識應(yīng)用能力等，使學(xué)生高中物理電磁學(xué)考試成績得到有效提高，足以證實類比法對高中物理電磁學(xué)復(fù)習(xí)的重要性，所以在高中物理電磁學(xué)復(fù)習(xí)中應(yīng)用類比法是必要和重要的。

參考文獻(xiàn)：

[1]艾麗娜，李光，翟曉霞.類比教學(xué)法在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2015，02：124-125.

[2]劉玉富.類比法在高中物理電學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].科學(xué)咨詢（教育科研），2015，06：83-84.

[3]李國海.類比法在物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].學(xué)周刊，2016，09：135.endprint