高中物理电磁学解题分析与研究

2018-05-14 00:13方芷菲
知识文库 2018年15期
关键词:电场力电磁学电势

方芷菲

物理作为高中教育体系中不可缺少的一部分,电磁学则是令我们感到最棘手的知识。为了不断提高考试成绩,我们需要积极总结电磁学的解题技巧与方法,只有掌握并能灵活运用解题方法,才能保证我们在高考中取得好成绩。因此,下面主要对高中物理电磁学解题进行分析。

在学习高中物理知识过程中,能否掌握学习方法直接关系到考试成绩。在解答电磁学问题时,我们要能依据问题实际情况选取解题方法。在生活中有意识总结解题方法,提升解题能力的同时,为日后考试奠定扎实的基础。

1 高中物理电磁学概述

通过分析高中物理教材知识可知,电磁学占据着十分关键的位置,是物理教材中不可缺少的一部分,缘起于近代社会。从属性上看,电磁学隶属于磁学与电学,简单的说是一门专门研究电磁性相互作用的课程,主要研究项目包括:带电物体动力学、电荷、电磁场、电波等。为了能掌握教材中的物理知识,我们需要在日常学习中养成好习惯。在解答电磁学问题时,先从条件入手,全面解读电磁现象,挖掘条件背后的含义,总结规律的同时,寻找问题的突破口。当前比较常见的解题思路有两种,一是从“路”的角度出发;二是从“场”的角度出发,深度剖析电磁学原理、计算规律、电磁间的联系等,不仅能提高解题效率,还能保证解题准确率。通常情况下,在试卷中的问题大多是基础性问题,旨在考察我们基础知识的扎实程度。因此,我们需要从基础入手,着重培养计算能力与解题能力。

2 高中物理电磁学解题方法

2.1 微元法

是一种常见的解决物理问题的方法。在解答物理电磁问题时运用此方法,能够将一些较为复杂的物理知识转变成比较熟悉的物理问题,并在短时间内寻找到解题的突破口,有效降低了解题难度。在利用微元法解题时,我们需要先将问题细化成多个“元过程”,只需分析此类条件存在的规律,对照数学方法进行处理,便能轻易此问题。以下题为例:

在水平面内有一质量为M、半径为R、质量分布均匀的圆环,其几何轴与水平面垂直,若圆环能经受的最大张力为T,在不考虑重力影响下,求此圆环可以绕几何轴旋转的最大角速度( )

解析:解答的关键是使用微元法得出,在距离转轴最远处取一小段,由几何关系求出质量,即:在圆环上取很一小段,长度为l,质量为dm,对应的圆心角为dθ,由向心力的表达式求出需要的向心力,然后结合力的合成即可求出。

2.2 守恒定律

电荷守恒、动量守恒、能量守恒等作为应用广的解题方法,是一种准确率高、解题效率快的方法,以下题为例:

将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等.a、b为电场中的两点,则( )

A.a点的电场强度比b点的大

B.a点的电势比b点的高

C.检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大

D.将检验电荷-q从a点移到b点的过程中,电场力做负功

解析:本题主要考查电场线的特点与电场力做功的特点,解题的关键是电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加。电场线的疏密表示场强的大小;

2.3 圖像法

在解答电磁学问题时,我们第一时间联想到的就是图像法,通过观察图像,挖掘图像背后物理条件间的关系,不但能使答题过程变得更加形象、具体,而且为我们梳理解题思路提供了便捷条件,无形中降低了解题难度。以下题为例:

如图甲所示,长度相等、电阻均为r的三根金属棒AB、CD、EF,用导线相连,不考虑导线电阻。此装置匀速进入匀强磁场的过程(匀强磁场宽度大于AE间距离),则EF两端电压u随时间变化的图像正确的是图乙中的( )

解析:在电磁感应现象中,切割磁感线产生感应电动势的导体相当于电源,其他部分电路是外电路。在解答此题时,我们需要根据感应电动势公式和电路的结构,分析AB电势差与电动势的关系,选择图象即可。

2.4 综合法

主要是以题目中给出的已知条件为切入口,结合物理关系式间的联系,科学分析问题,推导出最关键的解题条件,从而顺利解答问题。需要注意的是,综合法与分析法两者存在千丝万缕的关联,我们在解题过程中要依据实际情况合理选用方法。

如图,在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob(在纸面内),磁场方向垂直纸面朝里,另有两根金属导轨c、d分别平行于oa、ob放置.保持导轨之间接触良好,金属导轨的电阻不计.现经历以下四个过程:①以速率v移动d,使它与ob的距离增大一倍;②再以速率v移动c,使它与oa的距离减小一半;③然后,再以速率2v移动c,使它回到原处;④最后以速率2v移动d,使它也回到原处.设上述四个过程中通过电阻R的电量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4,则( )

A.Q1=Q2=Q3=Q4 B.Q1=Q2=2Q3=2Q4 C.2Q1=2Q2=Q3=Q4 D.Q1≠Q2=Q3≠Q4

3 结束语

综上所述,高中物理作为基础性课程,占据着关键位置。要想学好物理知识,电磁学的学习是关键。因此,在以后的学习中,我们要注重解题方法与技巧的积累,归纳解题规律,从而不断增强解题能力,在考试中取得好成绩。

(作者单位:黑龙江省第37中学)

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