劉朝鑄
對(duì)于理科生而言,物理就是最為基礎(chǔ)的學(xué)科,對(duì)于以后的學(xué)習(xí)至關(guān)重要,尤其是電磁學(xué),由于涉及到很多高科技領(lǐng)域,所以想要深入的研究,系統(tǒng)的學(xué)習(xí),學(xué)好高中物理的電磁學(xué)可以為其打好基礎(chǔ)。但是由于電磁學(xué)的很多知識(shí)都很容易混淆,所以增加了我們學(xué)生學(xué)習(xí)的難度,為了能夠更好的學(xué)好高中物理電磁學(xué),本人根據(jù)日常學(xué)習(xí)中的總結(jié)和經(jīng)驗(yàn),對(duì)電磁學(xué)的感悟、解題方法以及學(xué)好高中物理的意義進(jìn)行了論述。
一、高中物理電磁學(xué)的學(xué)習(xí)感悟
在高中物理課程中,電磁學(xué)屬于較為重要的一個(gè)部分,可以為以后更加深入的研究物理打好基礎(chǔ),同時(shí),它也是經(jīng)典物理學(xué)的一個(gè)組成部分,其主要研究內(nèi)容包括電荷、電流產(chǎn)生電磁、磁場的規(guī)律、電場和磁場的相互關(guān)系等,由于很多知識(shí)都非常的抽象,所以導(dǎo)致很多同學(xué)在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容的時(shí)候感覺非常困難。
在我看來,這部分的內(nèi)容非常有趣,因?yàn)橥ㄟ^這些知識(shí),可以了解很多自然界非常神奇的現(xiàn)象,解答了我很多的困惑,對(duì)認(rèn)識(shí)客觀世界具有重要的影響。我認(rèn)為想要學(xué)好高中物理的電磁學(xué),必須要深入的理解相關(guān)的概念,尤其是對(duì)于較為抽象的概念,我們必須要予以重視,投入足夠的經(jīng)歷進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究,在學(xué)習(xí)過程中必須要借助各種計(jì)算,在實(shí)踐中提高是學(xué)好電磁學(xué)的關(guān)鍵所在。
二、解題方法
高中物理的電磁學(xué)部分主要是以計(jì)算為主,所以我們必須要加強(qiáng)解題方面的訓(xùn)練,從而不斷的積累解題經(jīng)驗(yàn),總結(jié)解題技巧,從而實(shí)現(xiàn)舉一反三的學(xué)習(xí)目標(biāo),本文將以一道題目為例,講述解題方法,為其他同學(xué)的解題提供解題思路。
例1 如圖1所示,A、B為平行金屬板,兩板相距為d,分別與電源兩極相連,兩板的中央各有小孔M、N。今有一帶電質(zhì)點(diǎn),自A板上方相距為d的P點(diǎn)由靜止自由下落(P、M、N三點(diǎn)在同一豎直線上),空氣阻力不計(jì),到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度恰好為零,然后按原路徑返回。若保持兩板間的電壓不變,則:
A 若把A板向上平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)下落仍能返回。
B 若把B板向下平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)下落仍能返回。
C 若把A板向上平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)下落后將穿過N孔繼續(xù)下落。
D 若把B板向下平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)下落后將穿過N孔繼續(xù)下落。
解題思路:我們根據(jù)圖1可知,當(dāng)開關(guān)S一直閉合時(shí),A、B兩板間的電壓保持不變,當(dāng)帶電質(zhì)點(diǎn)從M向N運(yùn)動(dòng)時(shí),要克服電場力做功,W=qUAB,由題設(shè)條件知:帶電質(zhì)點(diǎn)由P到N的運(yùn)動(dòng)過程中,重力做的功與質(zhì)點(diǎn)克服電場力做的功相等,即:mg2d=qUAB
若把A板向上平移一小段距離,因UAB保持不變,上述等式仍成立,故沿原路返回,應(yīng)選A。
若把B板下移一小段距離,因UAB保持不變,質(zhì)點(diǎn)克服電場力做功不變,而重力做功增加,所以它將一直下落,應(yīng)選D。
由上述分析可知:選項(xiàng)A和D是正確的。
想一想:在上題中若斷開開關(guān)S后,再移動(dòng)金屬板,則問題又如何?(選A、B)。
例2 如圖2-1所示,虛線上方有場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場,方向豎直向下,虛線上下有磁感強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場,方向垂直紙面向外。ab是一根長L的絕緣細(xì)桿,沿電場線放置在虛線上方的場中,b端在虛線上。將一套在桿上的帶正電小球從a端由靜止釋放后,小球先是加速運(yùn)動(dòng),后是勻速運(yùn)動(dòng)則達(dá)b端。已知小球與絕緣桿間的動(dòng)因摩擦數(shù)μ=0.3,小球的重力可忽略不計(jì)。當(dāng)小球脫離桿進(jìn)入虛線下方后,運(yùn)動(dòng)軌跡是半圓,圓半徑為L/3。求:帶電小球從 a到b運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功與電場力所做功的比值。
解題思路:我們?cè)诳吹竭@個(gè)題目的時(shí)候,首先會(huì)分析帶電小球在沿桿向下運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況如圖2-2所示。
水平方向:F洛=N=qBV [1]
當(dāng)小球勻速后,小球豎直方向受力情況:qE=f [2]
又因f=μN(yùn) [3]
根據(jù) [1][2][3]式得:qE=f=μqBVb
因?yàn)樾∏蛟诖艌鲋凶鲃蛩賵A周運(yùn)動(dòng)
所以:qBVb=mVb2/R=3mVb2/L
Vb=qBL/3m
小球從a到b運(yùn)動(dòng)過程中,由動(dòng)能定理:W電-Wf=1/2×(mVb2)
W電=qEL=μqBVbL=0.3×qBL(qBL/3m)=q2B2L2/10m
所以,Wf=W電-1/2×(mVb2)=q2B2L2/10m-(m/2)(q2B2L2/9m2)=2q2B2L2/45m
所以,Wf/W電=(2q2B2L2/45m)/(q2B2L2/10m)=4/9。
三、學(xué)好高中物理的意義
在人們的日常生活中,我們常常會(huì)使用很多電磁技術(shù),比如磁懸浮列車等,為人們的生活提供了極大的方便,所以說電磁現(xiàn)象和電磁技術(shù)對(duì)改善人們的生活狀態(tài)具有重要的作用,想要在這方面進(jìn)行深入的研究,學(xué)好高中電磁學(xué)就變得非常重要,因?yàn)樗拖袷且粡埻ㄐ凶C,如果學(xué)不好高中電磁學(xué),那么你將會(huì)永遠(yuǎn)被拒之門外,無法進(jìn)行物理學(xué)的深造。由于電磁現(xiàn)象涉及的范圍很廣泛,所以學(xué)好電磁學(xué),還有利于我們學(xué)習(xí)和掌握其他方面的知識(shí)。對(duì)于高中物理電磁學(xué)而言,我們必須要能夠熟練的運(yùn)用一些簡單的電磁現(xiàn)象去解決現(xiàn)實(shí)生活中的一些問題,從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的提高。