唐敏高
摘 要 物理是高中階段一門實用性較強的學科,電磁學是高中物理的重要內容,可以說其是物理學習的重點難點知識。因為電磁學問題會涉及電流、電磁場以及電磁輻射等內容,所以有些同學解題時會遇到麻煩,因此,本文先闡述了電磁學的概念及解題策略,然后通過一些例題來分析具體解題技巧。
關鍵詞 高中物理;電磁學;解題技巧
中圖分類號:O44??????????????????????????????????????????????????????? 文獻標識碼:A????????????????????????????????????????????????? 文章編號:1002-7661(2018)20-0122-01
高中物理涉及的知識面較廣,如果沒有對某些物理定義有較深的理解,就會在做題時遇到麻煩,而電磁學包含了眾多知識點,相對于其他物理知識點來說偏難,所以在解決電磁學問題時,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,對電磁現(xiàn)象有更深的理解。
一、高中物理中電磁學闡述
在高中物理整體知識架構中,電磁學占有重要地位,屬于物理體系的重要枝節(jié),電磁學是近代社會所提出來的物理知識。從廣義上講,電磁學包括電學和磁學;從狹義上講,電磁學是一門研究電與磁相互交織關系的學科,研究內容有電磁場、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,高中生要保持良好的學習習慣,在解答電磁學問題過程中,要使用一定的解題技巧,充分理解電磁的一般表現(xiàn)規(guī)律及實際應用。
二、電磁學解題策略
根據(jù)以往解決電磁學問題的經驗,可以總結出常見解題技巧有圖像法、整體思維法、利用守恒定律等,因為解題方式不同,所以解題時所體現(xiàn)的特點及性質也存在差異。在解答電磁學問題時,要根據(jù)其實際問題類型選擇合理的解題方式,把握好解題規(guī)律,進而提升自身的物理知識水平。
三、電磁學的解題技巧
(一)利用圖像法解題。因為大多數(shù)電磁學問題都需要做輔助圖進行問題解答,而且使用圖像來解決問題,會使抽象的問題形象化、具體化,能夠合理的梳理出電磁學問題的整體結構,使抽象的文字問題具體化。利用圖像法解決問題就是將電磁學知識以圖形的方式表述出來,通過建立幾何關系解答物理問題。
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。在此容器的內部含有一個磁場,并且其磁場強度均勻,且磁場軸線與其磁場方向保持平行,其磁感強度為B,H是存在于圓筒上的某個小孔。若使圓筒處于真空環(huán)境中,此時存在一顆帶電粒子P,質量為m,電荷量為q,此帶電粒子會以某種速度從H點進入到圓筒之中,當發(fā)生接觸及碰撞時,帶電粒子P會從H點飛出去;若是圓筒內壁光滑,帶電粒子會與筒壁之間發(fā)生彈性碰撞,在此狀況帶電粒子不會飛出筒外。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?其進入圓筒至飛出圓筒的時間是多少?”
通過分析問題可知,帶電粒子不會與筒壁之間只進行一次碰撞,如果只發(fā)生一次碰撞,那么說明帶電粒子是沿直線運動,但是事實上,圓筒內存有磁場,受到洛倫磁力的影響,帶電粒子的運行軌跡會發(fā)生偏轉現(xiàn)象,這時就可考慮帶電粒子是否會與筒壁之間發(fā)生兩次以上的碰撞。由題可知,粒子與筒壁之間產生的碰撞時彈性碰撞,這表明粒子在碰撞前后不會產生變化,并且按照粒子運動軌跡,若其與筒壁之間產生兩次碰撞,那么其會呈現(xiàn)出對稱形態(tài)。為了解決此問題,可以找到準圓的三等分點,并描繪出帶電粒子的軌跡,明確中心點,通過分析幾何之間的關系,即能解決此問題。
(二)微元法。微元法是指從整體中截取一部分作為研究內容,通過分析部分與整體之間的關系來解答問題。使用此種方式能夠使復雜的物理問題簡單化,將其轉化成熟悉的問題來解決。
比如:在解決“如圖2所示,存在一個水平放置半徑為a的金屬圓環(huán),并且在圓環(huán)上豎直放置了一個金屬圓柱,此圓柱經過中點O,且存在一個電阻為R,質量為m的導體棒,在圓環(huán)平面上,且其一端與O重合,另一端A圍著圓柱進行圓周運動,其與圓環(huán)的摩擦系數(shù)為,若圓環(huán)磁場恒定,其強度為B=Kr,K>0,豎直向上,若不考慮其他因素,此時A端水平外力為多少才可以確保導體棒可以按照角速度實現(xiàn)勻速旋轉?!?/p>
由題可知,導體棒處于勻速轉動狀態(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??梢允褂梦⒃ń厝w棒上的一小段,求出安培力表達式,即可求出答案。
四、結束語
綜上所述,電磁力是高中物理學科的重要內容,因其知識較為復雜,所以如果不能夠掌握一些解題技巧,就會在解答此類問題時存在困難,因此我們要在學習此部分知識點的同時,學會圖像法、微元法等解題技巧,進而提升解題速度,提高物理成績。
參考文獻:
[1]唐博海.高中物理電磁學習題解答困難的解決對策[J].低碳世界,2017(36):373-374.