高中物理解题中挖补法的有效应用研究

洪瑞敏

(安徽省桐城中学 231400)

挖补法是一种分析问题的重要方法，尤其在解答高中物理电磁学习题中有着广泛的应用.通过挖补可化陌生为熟悉，迅速找到解题思路与方法，提高解题效率，因此，教学中应注重为学生讲解挖补法，使其更好的把握挖补的技巧，尤其应围绕学生所学，结合具体的例题，讲解挖补法在解题中的具体应用，给其以后解答相关物理习题带来良好的启发，在解题中少走弯路，促进其解题能力的显著提升.

一、用于求解引力

万有引力定律是高中物理的重点知识，其概念以及计算公式不难记忆.但要想实现灵活应用并非易事，尤其当遇到无法直接求解物体引力的情况时则需要进行特殊处理，采用挖补法进行解答.教学中为使学生更好的应用挖补法求解物体引力，教师可以与学生一起分析、求解相关的例题，使学生亲身感受挖补法的具体应用，掌握求解特殊情境引力的思路，使其在以后解答类似问题时能够迅速想到应用挖补法求解.

图1

根据题意可知其符合万有引力定律情境，可使用万有引力计算公式求解.但给出的并非是完整的球体，因此，需要使用挖补法将其补充成一个完整的球体，即，计算出大球体未挖之前对P的引力，减去挖掉部分对P的引力即为所求.

二、用于求解单一场强

求解某一点的场强是高中物理中较为常见的题型.如符合库伦定律则可直接套用公式，如情况较为特殊则应使用挖补法，使其满足库伦定律条件进行间接的求解.教学中为加深学生印象，应将相关问题展示给学生，在课堂上留下一定的时间先要求学生根据自己的理解进行作答，检验学生能否灵活应用挖补法.

例2均匀带电的球壳，在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图2所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM=ON=2R.已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为( ).

图2

三、用于求解合场强

求解高中物理复合场强问题时时常应用到挖补法.教师需要为学生讲解分析合场强问题的知识，即，场强为矢量，对其进行合成与分解时遵循矢量三角形或平行四边形法则.同时，为学生讲解特殊情境的合场强，如带电荷的球体其球心的合场强为零，为学生应用挖补法求解合场强问题做好铺垫.

例3如图3所示，A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A点处的电荷量为-q外，其余各点处的电荷量均为+q，则圆心O处的场强大小与方向( ).

图3

四、用于求解电势

图4

分析可知，运用挖补法求解该题时可在AB细棒的右侧补充一个与其一样的细棒EF，其所带电荷量也为+Q.由对称性可知EF在C点产生的电势也为φ0.根据所学可知，电势为标量，电势的叠加为电势数值之和，因此，C点的总电势为2φ0，即，带电量为+2Q的细棒AF在其上方h出产生的电势为2φ0.类比可知，带电量+Q的AB细棒，在其中点上方h/2处的电势也为2φ0，因此，正确选项为D.

高中物理解题方法多种多样，其中挖补法是一种常用的解题方法.教学中为提高学生的解题能力，应做好挖补法理论的讲解，尤其应优选、精讲相关例题，通过挖补法在解题中的应用讲解，使学生认识到挖补法重要性的同时，掌握应用挖补法解题的思路与细节，养成运用挖补法求解物理习题的意识，促进其解题水平以及学生物理成绩的进一步提升.