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高中物理电磁学解题方法总结

2019-09-24韩一苇

数理化解题研究 2019年27期
关键词:电磁学圆筒磁场

韩一苇

(山东省博兴县第三中学2017级3班 256500)

物理的学习对于整个高中的学习是非常重要的,尤其对于理科的学生来讲,物理的成绩有时直接关系着整体成绩.在物理学习过程当中,每一个章节都学起来比较费劲,而掌握一定的技能与方法能够让自己的思路更加清晰,获得扎实稳固的知识.在学习电磁学的过程当中,电磁知识可以分为多个方面,在解答问题过程中也可以根据自己总结的方法进行逐一的解答.

一、善于进行总结与归纳

在高中物理的学习过程当中,电磁学是电学和磁学的一个结合,通过电学与磁学知识的相结合,从而创设出来一个重要的学科.从狭义角度上来讲,电磁学是研究电性和磁性相互关系的一门重要学科,其中主要包括有电磁波、电场与磁场,以及带电物体的运动等等.对于不同方面的知识,我们在实际的高中物理学习过程当中应当做好自我的总结,对每一个知识进行划分,然后再寻找这些知识点之间的联系,培养自己的认真钻研以及善于总结的学习习惯,从而能够在面对电磁学的相关题目时,掌握科学的解题技巧,使得电磁学的解题可以得心应手,遇到的物理问题迎刃而解.

图1

例如,“如图1所示,真空中宽为d的区域内有强度为B的匀强磁场,方向如图1所示,质量m带电-q的粒子以与CD成θ角的速度V0垂直射入磁场中.要使粒子必能从EF射出,则初速度V0应满足什么条件?EF上有粒子射出的区域?”在这一道题目的解答之中,我们要理解,带电的粒子在磁场内部所做的运动是圆周运动,其半径是由速度决定的,当速率增大之后,轨道的半径逐渐增大,当轨道与边界相切时从另一侧射出的临界状态,如果速率增大就会从另一侧飞出,因此我们需要找到相关的临界条件,在力的作用下进行圆周运动的分析.只有将不同的知识结合学习,积极总结与归纳,才能够达到综合分析的效果.

二、使用图解法解答问题

在电磁学的学习过程当中,我们要掌握电磁学的基本原理,规律以及电磁之间的相互联系.在做题过程当中对原理进行一定的把握和分析,透过现象看到考察学生知识点的本质.在实际的解题过程当中,我们应当采用不同的方法面对不同的题型.对于洛伦兹力的知识点求解之中一般可以采用图像法进行解题,从而能够达到更加理想的目的.图形法能够将抽象的知识点变得更加生动具体,便于我们的理解.例如在以下的题目当中,我们可以运用图像法来进行解答.通过图像法将带电物体的受力,通过几何图形的关系来进行描述,从而能够清晰的看到几何关系,解决物理问题.

图2

例如,“如图2所示的容器为绝缘圆筒,此容器的半径是R,轴线是O点.在圆筒内部存在着一个均匀强度的磁场,磁场与轴线方向呈现平行状态,磁感应强度是B.在圆筒的H位置存在着一个小孔,让圆筒处在一个真空的环境内.存在一带电粒子P,其质量是m、电荷量是q,该带电粒子会按照一定的速度沿HO方向从小孔进入到圆筒之内,等到接触与碰撞后,P会从小孔位置飞出去.为了让粒子以最少的次数来和筒壁进行碰撞,那么,求解P速率以及当P从进入到圆筒到飞出圆筒所耗费的时间.”在这一道题目之中,我们要考虑对称的状态,找准圆的三等分点,对粒子的运动轨迹进行相关的描绘,设定圆心对其进行几何的分析,从而能够达到求解问题的目的.

三、巧用模型法进行分析

在对高中物理电磁学的题目进行分析与掌握之后,我们可以发现,有时我们对老师讲的话能够听懂,但是在自己解答问题时又会出现一些困难,不知道如何下笔,有时面对一样的物理问题会有两种想法,但不知道哪一种想法是正确的.实际上,在电磁学的学习过程当中,很多的题目都是可以通过模型的方法进行转换,对一些题目类型进行归纳,从而能够转换成一定的模型.不同的知识与模型之间也会有相对的联系和限制,在解答问题的过程当中,我们必须对每一个模型运用范围以及情况都了解清楚,不要生搬硬套.在对模型基础掌握扎实的前提上,我们还要注重一定的基础,在扎实的基础上运用模型法解题,才能够达到事倍功半的效果.

例如,在以下的题目中之中,我们要使用磁铁与导线的方式进行案例的分析,“如图3所示,同心共面均匀带正电的绝缘圆环a和金属圆环b进行放置,当圆环a围绕垂直该平面的轴O转动的时候,b内有感应电流从顺时针方向出现,同时有着缩小的趋向,因此可以得出,圆环a()”在这一道题目之中,我们要清楚“同向通电导线相互吸引,异向通电导线相互排斥”,根据这一原理得出b小环有缩小的趋势,a小环与b小环有着同向的电流,因此a环之中的电流应当是沿着顺时针的方向的,再根据楞次定律,b环有顺时针电流出现,因而a环中的磁场应当往里削弱或是往外加强,故答案应当是顺时针转动速度下降.再如,“在等边三角形的顶点a、b、c的地方,都各自有一条长直导线笔直将纸面穿过,导线内通有大小相等的恒定电流,其方向如图4,经过c处的导线受到安培力的方向()”在这一道题目的解答之中,我们需要利用同样的理论,将力学与电磁学结合,得到方向是与ab边垂直,指向左边.

图3 图4

在高中物理的电磁学部分,很多的题目都是电学与磁学相结合的,我们在解题之中往往还需要结合关于运动学的性质,通过力学的关系进行相关的解答,因此,在电磁学的解题之中掌握综合性的知识对于自身的思路开阔也是非常重要的.在许多的电磁学题目之中,我们可以利用能量相关的定律进行多角度的学习,发散自身的物理思维,将电磁学学习与力学知识相结合,达到解答问题的良好的效果.

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