理清思路 选好方法

岳亮

摘 要：带电粒子在电场、磁场中的运动以及金属棒在磁场中运动是中学物理中的重点内容，这类问题对空间想象能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力有较高的要求，是考查考生多项能力极好的载体，因此历来都是高考的热点。

关键词：电磁学；思路；方法

一、电磁学问题的题型特点

首先，综合的知识多一般是三个以上知识点融汇于一题。可以渗透磁场安培力和洛伦磁力、闭合电路欧姆定律、电功、电功率、动能定理、能量转化与守恒定律、牛顿定律、运动学公式，力学平衡等多个知识点；其次，数学技能要求高解题时布列的物理方程多，需要等量代换，有时用到待定系数法；研究的物理量是时间、位移或其他相关物理量的函数时，要用到平面几何知识或通过解析式进行分析讨论；第三，当研究的物理量出现极值、临界值，可能涉及三角函数，也有用到判别式、不等式性质等；最后，难易设计有梯度。虽说电磁混合题有难度，但并不是一竿子难到底，让你望题生畏，而是先易后难。通常情况下的第（1）、（2）问，估计绝大多数考生还是有能力和信心完成的，所以，绝对不能全部放弃。

二、如何正确解答电磁学问题

分析物理过程根据题设条件，设问所求，把问题的全过程分解为几个与答题有直接关系的子过程，使复杂问题化为简单。有时电磁混合题的设问前后呼应，即前问对后问有作用，这样子过程中某个结论成为衔接两个设问的纽带；也有的题设问彼此独立，即前问不影响后问，那就细致地把该子过程分析解答完整。分析原因与结果针对每一道电磁题，无论从整体还是局部考虑，物理过程都包含有原因与结果。所以，分析原因与结果成为解题的必经之路。譬如：引起电磁感应现象的原因，是导体棒切割磁感线、还是穿过回路的磁通量发生变化，或者两者同时作用。导体棒切割磁感线，是受外作用（恒力、变力），还是具有初速度。正是原因不同、研究问题所选用的物理规律就不同，进而，我们结合题意分析这些原因导致怎样的结果。针对题目需要我们回答的问题，不外乎从受力情况、运动状态、能量转化等方面着手研究，最终得出题目要求的结果。

确定思路方法解电磁题不必刻意追求方法的创新，因为试题知识容量大，综合性强，很难做到解题方法大包大揽的巧妙与简捷。还是踏踏实实地从读题、审题开始。提取复杂情境中有价值信息，明确已知条件、挖掘隐含条件、预测临界条件。画研究对象受力图、运动情境示意图，初步展示分析问题的思路。至于采用的方法，一则从已知条件切入，根据物理过程列出有关物理方程，就表达式中仍是未知的物理量，要继续顺着相关过程寻找，不断地用已知替换未知。

对于已知条件是数据的电磁题，也可以采用分步计算求相关物理量数值。不过，要明确所求的值对下一步解答有何作用，是否是承上啟下的衔接点，还是平行关系的插入点。

对于有论述说理要求的电磁题，既可以直面进入分析推理，也可以用假设的方法，从问题的侧面或反面推理判断。对局部子过程倒可以结合问题实际，运用巧妙建模、整体分析、应用对称、逆向思维、等效代换、运用图像等灵活多样的解题方法。例如：如图所示，在宽度分别为l1和l2的两个毗邻的条形区域中分别有匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于纸面向里，电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电荷的粒子以速率v从磁场区域上边界的P点斜射入磁场，然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场，最后从电场边界上的Q点射出.已知PQ垂直于电场方向，粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到PQ的距离为d，不计重力，求电场强度与磁感应强度大小之比及粒子在磁场与电场中运动时间之比：

解析：粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如下图.由于粒子在分界线处的速度与分界线垂直，圆心O应在分界线上，OP长度即为粒子运动的圆弧半径R.由几何关系得：

R2=l21+（R-d）2. ① 设粒子的带电荷量和质量分别为q和m，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得：

qvB=■ ②

设P′为虚线与分界线的交点，∠POP′=α，则粒子在磁场中的运动时间为：

t1=■ ③ 式中sinα=■ ④ 粒子进入电场后做类平抛运动.某初速度为v，方向垂直于电场，设粒子加速度大小为a，由牛顿第二定律得：

qE=ma. ⑤

由运动学公式有：

d=■at22. ⑥

l2=vt2. ⑦

式中t2是粒子在电场中运动的时间，由①②⑤⑥⑦式得：

■=■v ⑧

由①③④⑦式得：

■=■arcsin（■） ⑨

总之，方法因题而论，灵活应对，不能机械模仿。但熟练掌握电磁学问题在高考题中的处理方法，会对做其他解答题起到举一反三、触类旁通的作用。