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如何学好高中物理电磁学

2017-04-17刘朝铸

课程教育研究 2017年11期
关键词:电场力电磁学虚线

刘朝铸

对于理科生而言,物理就是最为基础的学科,对于以后的学习至关重要,尤其是电磁学,由于涉及到很多高科技领域,所以想要深入的研究,系统的学习,学好高中物理的电磁学可以为其打好基础。但是由于电磁学的很多知识都很容易混淆,所以增加了我们学生学习的难度,为了能够更好的学好高中物理电磁学,本人根据日常学习中的总结和经验,对电磁学的感悟、解题方法以及学好高中物理的意义进行了论述。

一、高中物理电磁学的学习感悟

在高中物理课程中,电磁学属于较为重要的一个部分,可以为以后更加深入的研究物理打好基础,同时,它也是经典物理学的一个组成部分,其主要研究内容包括电荷、电流产生电磁、磁场的规律、电场和磁场的相互关系等,由于很多知识都非常的抽象,所以导致很多同学在学习这部分内容的时候感觉非常困难。

在我看来,这部分的内容非常有趣,因为通过这些知识,可以了解很多自然界非常神奇的现象,解答了我很多的困惑,对认识客观世界具有重要的影响。我认为想要学好高中物理的电磁学,必须要深入的理解相关的概念,尤其是对于较为抽象的概念,我们必须要予以重视,投入足够的经历进行学习和研究,在学习过程中必须要借助各种计算,在实践中提高是学好电磁学的关键所在。

二、解题方法

高中物理的电磁学部分主要是以计算为主,所以我们必须要加强解题方面的训练,从而不断的积累解题经验,总结解题技巧,从而实现举一反三的学习目标,本文将以一道题目为例,讲述解题方法,为其他同学的解题提供解题思路。

例1 如图1所示,A、B为平行金属板,两板相距为d,分别与电源两极相连,两板的中央各有小孔M、N。今有一带电质点,自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N三点在同一竖直线上),空气阻力不计,到达N点时速度恰好为零,然后按原路径返回。若保持两板间的电压不变,则:

A 若把A板向上平移一小段距离,质点自P点下落仍能返回。

B 若把B板向下平移一小段距离,质点自P点下落仍能返回。

C 若把A板向上平移一小段距离,质点自P点下落后将穿过N孔继续下落。

D 若把B板向下平移一小段距离,质点自P点下落后将穿过N孔继续下落。

解题思路:我们根据图1可知,当开关S一直闭合时,A、B两板间的电压保持不变,当带电质点从M向N运动时,要克服电场力做功,W=qUAB,由题设条件知:带电质点由P到N的运动过程中,重力做的功与质点克服电场力做的功相等,即:mg2d=qUAB

若把A板向上平移一小段距离,因UAB保持不变,上述等式仍成立,故沿原路返回,应选A。

若把B板下移一小段距离,因UAB保持不变,质点克服电场力做功不变,而重力做功增加,所以它将一直下落,应选D。

由上述分析可知:选项A和D是正确的。

想一想:在上题中若断开开关S后,再移动金属板,则问题又如何?(选A、B)。

例2 如图2-1所示,虚线上方有场强为E的匀强电场,方向竖直向下,虚线上下有磁感强度相同的匀强磁场,方向垂直纸面向外。ab是一根长L的绝缘细杆,沿电场线放置在虚线上方的场中,b端在虚线上。将一套在杆上的带正电小球从a端由静止释放后,小球先是加速运动,后是匀速运动则达b端。已知小球与绝缘杆间的动因摩擦数μ=0.3,小球的重力可忽略不计。当小球脱离杆进入虚线下方后,运动轨迹是半圆,圆半径为L/3。求:带电小球从 a到b运动过程中克服摩擦力做的功与电场力所做功的比值。

解题思路:我们在看到这个题目的时候,首先会分析带电小球在沿杆向下运动时的受力情况如图2-2所示。

水平方向:F洛=N=qBV [1]

当小球匀速后,小球竖直方向受力情况:qE=f [2]

又因f=μN [3]

根据 [1][2][3]式得:qE=f=μqBVb

因為小球在磁场中作匀速圆周运动

所以:qBVb=mVb2/R=3mVb2/L

Vb=qBL/3m

小球从a到b运动过程中,由动能定理:W电-Wf=1/2×(mVb2)

W电=qEL=μqBVbL=0.3×qBL(qBL/3m)=q2B2L2/10m

所以,Wf=W电-1/2×(mVb2)=q2B2L2/10m-(m/2)(q2B2L2/9m2)=2q2B2L2/45m

所以,Wf/W电=(2q2B2L2/45m)/(q2B2L2/10m)=4/9。

三、学好高中物理的意义

在人们的日常生活中,我们常常会使用很多电磁技术,比如磁悬浮列车等,为人们的生活提供了极大的方便,所以说电磁现象和电磁技术对改善人们的生活状态具有重要的作用,想要在这方面进行深入的研究,学好高中电磁学就变得非常重要,因为它就像是一张通行证,如果学不好高中电磁学,那么你将会永远被拒之门外,无法进行物理学的深造。由于电磁现象涉及的范围很广泛,所以学好电磁学,还有利于我们学习和掌握其他方面的知识。对于高中物理电磁学而言,我们必须要能够熟练的运用一些简单的电磁现象去解决现实生活中的一些问题,从而实现学习和创新能力的提高。

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