吳敬寶

摘要：在高中物理教學(xué)過程中，解題技巧是其重要的教學(xué)部分，同時(shí)因?yàn)槭俏锢砀?jìng)賽過程中的重點(diǎn)考察部分。物理競(jìng)賽是提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力的一種競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，但是若想要提高競(jìng)賽能力就需要老師及時(shí)向?qū)W生傳授競(jìng)賽題目解題技巧。對(duì)此本文，筆者便根據(jù)自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以高中物理競(jìng)賽中的電磁學(xué)為例，對(duì)相關(guān)的解題方法進(jìn)行了初步的探討。

關(guān)鍵詞：高中物理;物理競(jìng)賽;電磁學(xué);解題技巧

前言：推導(dǎo)相關(guān)條件，解決問題，開闊學(xué)生的相關(guān)思路，提高學(xué)生競(jìng)賽能力。

電磁學(xué)是高中物理教學(xué)和相關(guān)競(jìng)賽的一個(gè)重點(diǎn)考查內(nèi)容，同時(shí)它也是物理學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)之一。若想很好的解決這一章節(jié)的相關(guān)問題，除了掌握相關(guān)的理論知識(shí)之外，還要注意相關(guān)解題技巧的學(xué)習(xí)。電磁學(xué)主要涉及電場(chǎng)和磁場(chǎng)問題，所以解決問題的關(guān)鍵可以從這兩方面入手。對(duì)此，筆者根據(jù)自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)這兩方面提出了以下幾種方案，希望為大家提供參考。

一、利用相關(guān)圖像，解決問題

由于高中物理知識(shí)比較抽象，不利于學(xué)生理解相關(guān)內(nèi)容。所以在高中物理解題過程中，適當(dāng)?shù)氖褂脠D像法能夠讓學(xué)生更加直觀觀察到題目中的信息。通過相關(guān)信息的系統(tǒng)整合，節(jié)約了學(xué)生的解題時(shí)間，是問題能夠有效的解決。

例如在相關(guān)的物理競(jìng)賽題目中，有一個(gè)容器，半徑為 R、軸線為O 點(diǎn)。其中，圓筒內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向與軸線平行，電磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，此時(shí)c處有一帶電粒子e，質(zhì)

量為 m、電荷量為 q，以某一速度進(jìn)入圓筒，然后又經(jīng)過小孔飛出，求相應(yīng)的速率以及時(shí)間均是多少？（彈性碰撞）

根據(jù)相應(yīng)的題目我們得知，帶電粒子需要和容器發(fā)生多次碰撞才能發(fā)生上述延小孔飛出的結(jié)果。同時(shí)若是只發(fā)生一次，那就說明帶電粒子是勻速直線運(yùn)動(dòng)，而在磁場(chǎng)的作用下，受洛倫茲力的影響，相應(yīng)的軌跡絕對(duì)不可能是勻速直線運(yùn)動(dòng)有題目我們可以得知，該碰撞為彈性碰撞，簡(jiǎn)言之，速度大小并不會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，那么相關(guān)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是彼此對(duì)稱的。那就需要找到圓弧的三等分點(diǎn)，通過運(yùn)動(dòng)軌跡確定相應(yīng)的圓心，在依靠相關(guān)的幾何關(guān)系完成相關(guān)問題的解答。通過相關(guān)圖像，學(xué)生可以直觀的記錄相應(yīng)的物理?xiàng)l件，節(jié)約思考分析的時(shí)間，一定程度上提高學(xué)習(xí)效率。

二、利用微元轉(zhuǎn)化，解決問題

微元法是指以特殊位置代替一般位置從而進(jìn)行解題的一種方法?？梢詫⒁恍?fù)雜的物理問題逐漸簡(jiǎn)單化。同時(shí)這種方法還可以將曲面上的相關(guān)問題轉(zhuǎn)化為平面，便于學(xué)生理解。利用這種方法可以將物理問題用較為簡(jiǎn)單的物理規(guī)律進(jìn)行表示，進(jìn)而解決復(fù)雜問題，提高學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)自信心。

例如老師可以設(shè)置相關(guān)問題，對(duì)學(xué)生加以訓(xùn)練，一個(gè)金屬環(huán)水平放置，其以c為半徑，此時(shí)有一個(gè)圓柱豎直放置，這兩個(gè)物體在同一平面內(nèi)，圓柱的細(xì)軸通過中心點(diǎn)p，有一個(gè)質(zhì)地均勻的導(dǎo)體棒，它的質(zhì)量是a、以R為電阻，導(dǎo)體棒與圓環(huán)共面，另一端A沿著圓環(huán)可以圍繞金屬圓柱進(jìn)行的圓周運(yùn)動(dòng)。摩擦系數(shù)為s，金屬圓環(huán)在恒定磁場(chǎng)中，電磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=Km（k>0），方向豎直朝上，m為磁場(chǎng)中一點(diǎn)到軸線之間的長(zhǎng)度，導(dǎo)線以及圓環(huán)的磁場(chǎng)和電阻可以忽略不計(jì)，那么在金屬棒?A 端需要施加多大外力才能維持導(dǎo)體棒以相應(yīng)的角速度進(jìn)行相關(guān)的勻速運(yùn)動(dòng)？

由題意我們可以知曉導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的相應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是比較容易求解的，即我們常說的BLW，但是我們發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)德爾強(qiáng)度，卻一直在變動(dòng)，所以常用的整體法已經(jīng)不能適用。這個(gè)時(shí)候我們可以采取微元法，即在導(dǎo)體棒上取比較細(xì)小的一段，因?yàn)槠浞浅Ｐ?，可以忽略，故可以看做這個(gè)物體在相關(guān)的位置所受到的的磁感應(yīng)強(qiáng)度實(shí)際上是一個(gè)常數(shù)，那么就可以通過這種方式得到安培力表達(dá)式，然后將這件物體上所有的微元受到的安培力進(jìn)行整合，就可以得出整體所受的安培力，進(jìn)而完成問題的求解。

三、推導(dǎo)相關(guān)條件，解決問題

誘導(dǎo)法，又稱推導(dǎo)法。即根據(jù)已有的條件進(jìn)行相應(yīng)的推導(dǎo)，并得出新的條件。并利用新的條件解決相關(guān)問題的一種方法。在有些相關(guān)的物理競(jìng)賽題目中，有時(shí)候會(huì)缺乏一些相關(guān)的直接的物理量，而學(xué)生由于整合能力薄弱，沒有建立有效的物理知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)，從而造成解題困難。這個(gè)時(shí)候，老師可以帶領(lǐng)學(xué)生使用條件誘導(dǎo)法，進(jìn)行相關(guān)題目講述。在電磁學(xué)教學(xué)過程中，經(jīng)常會(huì)涉及相應(yīng)電子老師以及學(xué)生可以根據(jù)相關(guān)電子的運(yùn)動(dòng)情況列出相關(guān)的方程，并進(jìn)行相應(yīng)題目的分析。如經(jīng)常涉及的有，電子在加速電場(chǎng)中，電子一般做做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，而在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中一般做類平拋運(yùn)動(dòng);三是以飛出一瞬間是在做勻速直線運(yùn)動(dòng)。在電磁學(xué)中我們可以根據(jù)電子運(yùn)動(dòng)過程結(jié)合相關(guān)的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律方程根據(jù)其所包含的物理量以及物理?xiàng)l件，通過相關(guān)的物理方程，解決物理難題。通過這種解題方法，提高學(xué)生解題能力。

綜上所述，電磁學(xué)是高中物理競(jìng)賽的重點(diǎn)考察內(nèi)容。若想提高學(xué)生的解題效率，就需要使學(xué)生逐漸發(fā)現(xiàn)高中物理電磁學(xué)規(guī)律，知曉電磁學(xué)的解題技巧。這種首先需要老師引導(dǎo)學(xué)生利用相關(guān)的物理圖像，使相應(yīng)條件更直觀的展現(xiàn)在學(xué)生面前;其次需要老師多多利用微元轉(zhuǎn)化法，以部分代替整體，降低解題難度;最后需要老師帶領(lǐng)學(xué)生推到相關(guān)條件，開闊思路，解決問題。

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