分析高中物理电学和磁学的解题方法

■王文海

高中物理电学和磁学问题，对于同学们来讲难度较大。如何提高求解涉及这一内容问题的效果，提高学习能力，是同学们必须面对的问题。下面就高中物理电学和磁学的解题方法进行分析。

1.图像法

图像法是解决电学和磁学问题比较常见的方法之一，也是提高解题效果的有效手段。应用图像法进行解题，可以将问题条件或要求直观地呈现出来，提高解题的效果。

图1

例如，如图1所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有两条平行金属导轨，金属导轨的间距为L，电阻R和电容C分别连在两条金属导轨上，磁场方向与导轨平面垂直。导体杆ab放置在金属导轨上，其电阻为r。在拉力的作用下导体杆匀速向右运动，已知速度为v。忽略导轨的电阻，以及导体杆与导轨之间的摩擦，求电阻R中的电流、拉力的功率、电容器极板所带的电荷量。

解决这一问题时，同学们可以先从图像入手，再结合定义与公式，根据已知条件进行计算，最终确定答案。如电阻R中电流的求解：根据题意可知，导体杆做匀速运动，当电路稳定后，电容器的电压不变，导体杆运动产生的感应电动势E=BLv，电阻R中的电流。

2.等效替代法

等效替代就是将复杂、抽象的物理过程通过等效变换转换成简单、直接的物理过程。在电学和磁学问题中，等效代替法多用于复杂电路问题的处理，通过对复杂问题的分析找出关键因素，通过等效变换明确解题思路。

例如，如图2所示，R1是电阻箱，R2为滑动变阻器。为了测电阻Rx的阻值，闭合开关S2，先将开关S1拨向1，调节R2，使电流表有一适当的值并记下其读数I1，然后将开关S1拨向2，保持_____的值不变，调节_____，直到使电流表的示数等于I1时，电阻Rx的值就等于电阻箱R1的读数。

解答这一问题可以采用等效替代法分析处理，当开关S1接1时，调节滑动变阻器R2，使得电流表处于表盘中间位置附近；当开关S1接2时，保持滑动变阻器R2滑片位置不动，通过调节变阻箱R1，使得电流表读数为I1，此时变阻箱的电阻即为待测电阻Rx的阻值。

图2

3.对称法

高中物理电学和磁学中有很多问题都可以利用对称法快速、准确地求解，比如对称电路、电场强度、带电粒子在电场或磁场中的运动等。

例如，在半径为R的圆柱形区域内，存在与圆柱轴线平行的匀强磁场，一根长为3R的金属棒MN与磁场方向垂直放置，金属棒的M、N两端位于圆形磁场的边界上，磁感应强度B随时间t匀速变化，变化率为，求金属棒MN中产生的感应电动势的大小。

解答这一问题时，可以先采用对称法画出平面图，构建一个对称点，然后计算金属棒MN中产生的感应电动势。

总而言之，在电学和磁学问题中，合理采用图像法、对称法、等效替代法，可以快速解决问题，得到正确答案。同学们在学习时，应总结学习经验，加强对解决问题方法的探究，并能灵活运用，逐步提高解决问题的能力。