正确理解和应用电磁学中的物理定律分析

陈廷忠

摘要：本文研究对高中物理电磁学中定律的正确理解与应用。从应用范围、左右手定则的区别、楞次定律的应用要点三个角度，探讨了电磁学中物理定律的应用方法;从弄清各定律中符号的物理意义、把握各定律中物理量的单位、熟知定律的应用条件与范围与尝试探索一题多解四个角度，探讨对电磁学物理定律的应用体会。期望本文能够为广大物理教学工作者带来一定参考作用。

关键词：高中物理;电磁学;物理定律;应用。

中图分類号：A 文献标识码：A

一、电磁学中物理定律应用方法

高中物理电磁学中涉及的定律主要有楞次定律、安培定则、左手定则、右手定则等。现对其应用范围及区别做出分析：

（1）应用范围

一般而言，学生在解决运动电荷及电流产生的磁场问题时，简单的说，“电生磁”时，可使用安培定则;解决磁场对运动电荷或电流造成的作用的问题时，简单的说，“电受力”时，可使用左手定则;右手定则与楞次定律，更多被用来解决电磁感应现象问题，简单的说，“磁生电”时。其中，对于部分导体做切割磁感线运动的题目，应使用右手定则，遇到闭合电路磁通量变化问题时，使用楞次定律。

（2）左手定则与右手定则的区别

若问题给出的条件有磁感线的方向以及电流的方向，可使用左手定则，其作用主要为确定通电导体的受力方向，如电动机问题等;在明确切割运动的方向以及磁场的方向时，应使用右手定则，其作用主要为判断切割磁感线时，导体产生的感应电流的方向。由此可见，左手右手定则的区别是比较明显的，一个用电流判定运动方向，一个用运动判定电流方向。也就是说，若题目是“因电而动”，学生就应使用左手定则解题，反之“因动而电”，则用右手定则。

（3）楞次定律的应用要点

楞次定律就是感应电流的磁场，阻碍引起感应电流的磁通量的变化。为理解这个定律，学生首先要明白是谁在阻碍谁，阻碍了什么，以及如何阻碍、阻碍的结果是什么：对于第一个问题，感应电流本身具有的磁通量，阻碍产生感应电流的磁通量;对于第二个问题，阻碍的是磁通量在穿过回路时的变化;对于第三个问题，原磁通量增加，感应电流的磁场方向会与原先的磁场方向相反，反之则相同;对于第四个问题，增加的依然增加，只是增加得慢些。反之亦然。

楞次定律的应用步骤为：确定原先的磁场方向;确定穿过电路的磁通量的变化情况;依据定律，分析感应电流磁场方向;最后用安培定则判断感应电流的方向。

楞次定律还有另一种理解，即感应电流的安培力，总是阻碍导体的相对运动。我们可以根据导体的相对运动方向，判断安培力的方向，再应用左手定则判断出感应电流的方向。

二、电磁学中物理定律应用体会

在应用上述定律解答电磁学类问题时，学生应注意：

（1）弄清各定律中符号的物理意义

高中物理学科中绝大多数定律都是以符号、公式的形式表现的，因此学生必须知晓且明确各符号表示的物理意义，这是正确解答物理题的基础。需要注意的是，学生应从物理角度理解每一个符号的含义，而非数学角度，这要求学生克服数学学习中形成的惯性思维，避免将数学照搬到物理学习中[1]。

（2）把握各定律中物理量的单位

物理定律中，每个单位都有物理量，学生应知晓：每一个物理公式，并非只表达了各个物理量包含的数量关系，它还表达了这些物理量之间的数量关系，例如1V=1Wb/s，因此学生首先应搞清楚这些物理量的意义，其次应弄清楚它们的单位是什么，进而准确解答物理题。这需要学生从审题的时候起便高度注意单位问题，若单位不统一，还应进行换算，但这种换算也不是盲目的，需要一定的技巧方法，例如一道题目中通常只有一两个单位与其他不一样，在解题时只需换算它们即可，避免浪费时间。

（3）熟知定律的应用条件与范围

物理定律有其各自的应用条件、范围，若脱离这些条件、范围，定律便不再适用。例如，唯有题目中的导体是金属的时候，学生才能够使用欧姆定律，否则就不能使用;再如，弹簧在其弹性限度内，形变量与它所受的力成正比关系，若超过这个弹性限度，胡克定律不再适用，学生便不能再简单套用这一物理公式...这些例子都说明，不同的物理定律有其各自的使用范围、条件，在解答问题时，学生应熟知每一个定律的使用条件、范围，避免盲目使用[2]。

（4）尝试探索一题多解，寻找各解法内在联系与最优解

物理是一门逻辑性很强的科目，各物理定律之间的逻辑关系比较紧密，因此在解题的时候，学生也可多探索几种解题方法，避免局限于唯一解法，逐渐提升自身对物理知识的理解，以及解题水平。例如，力有多种作用效果，有时间累积的，有空间累积的，还有瞬时的，从这三个角度出发，便能够对应得出动量守恒定律与动量定律、机械能守恒定律、牛顿第二定律，而将匀变速直线运动与牛顿第二定律作为条件，便可导出动量定律与动能定律。例如，在某一恒力作用下，利用v2-v20=2ax与F=ma，便可推导得出动能定律，而若F是弹力或者重力在做功，还能再继续推导，最终得出机械能守恒定律，由此可见，凡能够以牛顿第二定律解决的问题，同样也能够用动量定律、动能定理来解决。而牛顿第二定律不能解决的问题，可以用动量和能量的相关规律去解决。不论是力学还是电磁学，都是这样的，学生应不断探索一题多解的方法，在把握多种解法之间联系的基础上，找到最简易的解题方法，进而高效解题。

结语

综上所述，高中物理电磁学部分涉及的定律较多，这些定律在适用范围、使用要点上还是有着较大的区别。因此学生在学习时，应正确把握这些定律的使用条件、要点，正确使用定律解答题目，实现高效解题。

参考文献

[1]陈红飞. 高中生电磁学疑难问题学习现状的调查研究[D].西北师范大学，2020.

[2]靳朗.物理电学综合习题的解题思路[J].试题与研究，2020（15）：23.