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物理電磁學(xué)8篇

時間:2023-01-04 16:15:34

緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇物理電磁學(xué),愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!

物理電磁學(xué)

篇1

一、電磁學(xué)教材的整體結(jié)構(gòu)

電磁運(yùn)動是物質(zhì)的一種基本運(yùn)動形式.電磁學(xué)的研究范圍是電磁現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用.其具體內(nèi)容包括靜電現(xiàn)象、電流現(xiàn)象、磁現(xiàn)象,電磁輻射和電磁場等.為了便于研究,把電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象分開處理,實(shí)際上,這兩種現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的.透徹分析電磁學(xué)的基本概念、原理和規(guī)律以及它們的相互聯(lián)系,才能使孤立的、分散的教學(xué)變成系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的教學(xué).對此,應(yīng)從以下三個方面來認(rèn)真分析教材.

1.電磁學(xué)的兩種研究方式

整個電磁學(xué)的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進(jìn)行,這兩種方式均在高中教材里體現(xiàn)出來.只有明確它們各自的特征及相互聯(lián)系,才能有計劃、有目的地提高學(xué)生的思維品質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的思維能力.

場的方法是研究電磁學(xué)的一般方法.場是物質(zhì),是物質(zhì)的相互作用的特殊方式.中學(xué)物理電磁學(xué)部分完全可用場的概念統(tǒng)帥起來,靜電嘗恒定電嘗恒定磁嘗靜磁嘗似穩(wěn)電磁嘗迅變電磁場等,組成一個關(guān)于場的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括中學(xué)物理電學(xué)部分的各章內(nèi)容.

“路”是“場”的一種特殊情況.中學(xué)教材以“路”為線的大骨架可理順為:靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等.

“場”和“路”之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系.麥克斯韋方程是電磁場的普遍規(guī)律,是以“場”為基礎(chǔ)的.“場”是電磁運(yùn)動的實(shí)質(zhì),因此可以說“場”是實(shí)質(zhì),“路”是方法.

2.物理知識規(guī)律物

理知識的規(guī)律體現(xiàn)為一系列物理基本概念、定律和原理的規(guī)律,以及它們的相互聯(lián)系.

物理定律是在對物理現(xiàn)象做了反復(fù)觀察和多次實(shí)驗(yàn),掌握了充分可靠的事實(shí)之后,進(jìn)行分析和比較找出它們相互之間存在著的關(guān)系,并把這些關(guān)系用定律的形式表達(dá)出來.物理定律的形成,也是在物理概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行的.但是,物理定律并不是絕對準(zhǔn)確的,在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立起來的物理定律總是具有近似性和局限性,因此其適用范圍有一定的局限性.

第二冊第一章“電潮重要的物理規(guī)律是庫侖定律.庫侖定律的實(shí)驗(yàn)是在空氣中做的,其結(jié)果跟在真空中相差很?。溥m用范圍只適用于點(diǎn)電荷,即帶電體的幾何線度比它們之間的距離小到可以忽略不計的情況.

“恒定電流”一章中重要的物理規(guī)律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律.歐姆定律是在金屬導(dǎo)電的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的,對金屬導(dǎo)電、電解液導(dǎo)電適用,但對氣體導(dǎo)電是不適用的.歐姆定律的運(yùn)用有對應(yīng)關(guān)系.電阻是電路的物理性質(zhì),適用于溫度不變時的金屬導(dǎo)體.

“磁場”這一章闡明了磁與電現(xiàn)象的統(tǒng)一性,用研究電場的方法進(jìn)行類比,可以較好地解決磁場和磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念.

“電磁感應(yīng)”這一章,重要的物理規(guī)律是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律.在這部分知識中,能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是將各知識點(diǎn)串起來的主線.本章以電流、磁場為基礎(chǔ),它揭示了電與磁相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化的重要方面,是進(jìn)一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎(chǔ).電磁感應(yīng)的重點(diǎn)和核心是感應(yīng)電動勢.運(yùn)用楞次定律不僅可判斷感應(yīng)電流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的.

“電磁振蕩和電磁波”一章是在電場和磁場的基礎(chǔ)上結(jié)合電磁感應(yīng)的理論和實(shí)踐,進(jìn)一步提出電磁振蕩形成統(tǒng)一的電磁場,對場的認(rèn)識又上升了一步.麥克斯韋的電磁場理論總結(jié)了電磁場的規(guī)律,同時也把波動理論從機(jī)械波推進(jìn)到電磁波而對物質(zhì)的波動性的認(rèn)識提高了一步.

3.通過電磁場在各方面表現(xiàn)的物質(zhì)屬性,使學(xué)生建立“世界是物質(zhì)的”的觀點(diǎn)

電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的.大量實(shí)驗(yàn)證明在電荷的周圍存在電場,每個帶電粒子都被電場包圍著.電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用.運(yùn)動電荷的周圍除了電場外還存在著另一種唱—磁場.磁體的周圍也存在著磁場.磁場也是一種客觀存在的物質(zhì).磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用.現(xiàn)在,科學(xué)實(shí)驗(yàn)和廣泛的生產(chǎn)實(shí)踐完全肯定了場的觀點(diǎn),并證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨(dú)立存在,電磁場是物質(zhì)的一種形態(tài).

運(yùn)動的電荷(電流)產(chǎn)生磁場,磁場對其它運(yùn)動的電荷(電流)有磁場力的作用.所有磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運(yùn)動電荷(電流)之間是通過磁場而發(fā)生作用的.麥克斯韋用場的觀點(diǎn)分析了電磁現(xiàn)象,得出結(jié)論:任何變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場,任何變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場.按照這個理論,變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系的,形成一個不可分割的統(tǒng)一場,這就是電磁場.電磁場由近及遠(yuǎn)的傳播就形成電磁波.

從場的觀點(diǎn)來闡述路.電荷的定向運(yùn)動形成電流.產(chǎn)生電流的條件有兩個:一是存在可自由移動的電荷;二是存在電場.導(dǎo)體中電流的方向總是沿著電場的方向,從高電勢處指向低電勢處.導(dǎo)體中的電流是帶電粒子在電場中運(yùn)動的特例,即導(dǎo)體中形成電流時,它的本身要形成電場又要提供自由電荷.當(dāng)導(dǎo)體中電勢差不存在時,電流也隨之而終止.

二、以“學(xué)科體系的系統(tǒng)性”貫穿始終,使知識學(xué)習(xí)與智能訓(xùn)練融合于一體

1.場的客觀存在及其物質(zhì)性是電學(xué)教學(xué)中一個極為重要的問題.第一章“電潮是學(xué)好電磁學(xué)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵.電場強(qiáng)度、電勢、磁嘗磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映電、磁場是物質(zhì)的實(shí)質(zhì)性概念.電場線,磁感線是形象地描述場分布的一種手段.要進(jìn)行比較,找出兩種力線的共性和區(qū)別以加強(qiáng)對場的理解.

2.電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運(yùn)動的電荷、電流有力的作用.在教學(xué)中要使學(xué)生認(rèn)識場和受場作用這兩類問題的聯(lián)系與區(qū)別,比如,場不是力,電勢不是能等.場中不同位置場的強(qiáng)弱不同,可用受場力者受場力的大?。ǚ较颍└涮卣魑锢砹康谋戎祦砻枋鰣龅膹?qiáng)弱程度.在電場中用電場力做功,說明場具有能量.通常說“電荷的電勢能”是指電荷與電場共同具有的電勢能,離開了電場就談不上電荷的電勢能了.

3.認(rèn)真做好演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn),使“潮抽象的概念形象化,通過演示實(shí)驗(yàn)是非常重要的措施.把各種實(shí)驗(yàn)做好,不僅使學(xué)生易于接受知識和掌握知識,也是基本技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練.安排學(xué)生自己動手做實(shí)驗(yàn),加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析,引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)觀察和現(xiàn)象分析中來發(fā)展思維能力.從物理學(xué)的特點(diǎn)與對中學(xué)物理教學(xué)提出的要求來看,應(yīng)著力培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰妥詫W(xué)能力,使知識的傳授和能力的培養(yǎng)統(tǒng)一在使學(xué)生真正掌握科學(xué)知識體系上.

篇2

【關(guān)鍵詞】大學(xué)物理 電磁學(xué) 學(xué)習(xí)方法

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)35-0159-02

一、前言

物理學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ),也是自然界最基本形態(tài)的科學(xué)。電磁學(xué)是物理學(xué)中的一個重要的分支,在我們的日常生活以及生產(chǎn)活動當(dāng)中,無處不存在著電磁運(yùn)動,因此學(xué)好電磁學(xué)是很有必要的。大學(xué)物理電磁學(xué)主要是研究電磁波、電磁場以及有關(guān)電荷、帶電物體的動力學(xué)等,在學(xué)習(xí)時不僅要掌握相應(yīng)的基本概念,還要掌握電磁學(xué)中的一些常見定理,如電場中的高斯定理、磁場中的安培環(huán)路定理等,通過運(yùn)用定理,深刻理解現(xiàn)象中的物理意義及規(guī)律。下面將具體分析大學(xué)物理電磁學(xué)的若干學(xué)習(xí)方法。

二、關(guān)于電磁學(xué)

1.電磁學(xué)的起源與發(fā)展

我國是世界上最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用磁現(xiàn)象的國家之一,早在公元前三百年就發(fā)現(xiàn)了磁吸引鐵的現(xiàn)象。到十九世紀(jì),電流的磁效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、熱效應(yīng)等相繼被發(fā)現(xiàn),并且其規(guī)律也得到了準(zhǔn)確的表述,如歐姆定律、電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律、麥克斯韋方程組等。隨著電磁學(xué)的發(fā)展,生活中已經(jīng)出現(xiàn)了很多與電磁學(xué)有關(guān)的應(yīng)用,如指南針、避雷針、電磁爐、電磁起重機(jī)、磁懸浮列車等,并且在人們的日常生活及工作中發(fā)揮著重要的作用。

2.大學(xué)電磁學(xué)的常見基本定理

2.1高斯定理

高斯定理也稱為高斯公式,主要是表明在閉合曲面內(nèi)的電荷分布與產(chǎn)生的電場之間的關(guān)系。靜電場的高斯定理公式為:

d=

在該式中,左邊是電場強(qiáng)度的通量,右邊的q代表著包圍在封閉曲面內(nèi)的自由電荷和極化電荷的總和。定理指出,電場強(qiáng)度對任意封閉曲面的通量與該封閉曲面內(nèi)電荷的代數(shù)和有關(guān),而與曲面內(nèi)電荷的分布位置及曲面外的電荷無關(guān)。此外,該公式一般用來求電場強(qiáng)度E,而并非是求電場強(qiáng)度的。而磁場中的高斯定理公式為:

?d=0

該公式表明,無論是穩(wěn)恒磁場還是時變磁場,由于磁力線總是閉合曲線,如果將閉合曲面向外設(shè)為正方向,那么進(jìn)入曲面的磁通量為負(fù),出來的磁通量則為正,故通過其中任何一個閉合曲面的總磁通量都為0。

2.2安培環(huán)路定理

安培環(huán)路定理是指在穩(wěn)恒磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿任何閉合路徑的線積分,等于這閉合路徑所包圍的各個電流的代數(shù)和乘以磁導(dǎo)率,這一定理反映了穩(wěn)恒磁場的磁感應(yīng)線和載流導(dǎo)線的相互套連性。磁場中的安培環(huán)路定理公式為:

d=?滋I

該式的左邊是磁場強(qiáng)度環(huán)流,常用來求解磁感應(yīng)強(qiáng)度B。由于該式中含有定積分,因此在求解時會有一定的困難,但當(dāng)磁場分布的對稱性較高時,利用該定理求解磁感應(yīng)強(qiáng)度就會簡單很多。在運(yùn)用該定理時,首先我們要選取合適的磁場回路,盡可能的選取各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相等的回路,這樣便能將公式左邊的矢量c乘積分轉(zhuǎn)化為標(biāo)量積分,把移到積分號外,這樣求解時便容易得多了。

三、大學(xué)物理電磁學(xué)的學(xué)習(xí)方法分析

1.在基本概念、常用定理的掌握上多下功夫

在學(xué)習(xí)電磁學(xué)時,首先要清楚的掌握與電磁學(xué)相關(guān)的一些基本概念,只有將概念掌握清楚了,才能在做題的時候加深理解,牢固的掌握知識。但是在掌握基本概念時,還要注意一定的方法――一般來說,我們都是從定義開始掌握概念,但是僅僅根據(jù)定義是不夠的,我們還要做到以下幾點(diǎn):首先,思考為什么要這樣定義?換一種說法行不行?應(yīng)該注意什么?其次,還要掌握電磁學(xué)的一些基本定律和基本定理,結(jié)合定理才能更加深入的了解、掌握概念;最后,實(shí)踐檢驗(yàn)真知。我們可以通過找一些具體的例題或者是問題來鞏固自己對概念及定律、定理的理解和掌握。

2.注意掌握數(shù)學(xué)工具的運(yùn)用和訓(xùn)練問題的分析能力

數(shù)學(xué)是物理的基礎(chǔ),更是研究物理學(xué)的主要工具,因此學(xué)好數(shù)學(xué)知識對大學(xué)物理電磁學(xué)的學(xué)習(xí)有很大的幫助。在學(xué)習(xí)電磁學(xué)時,要充分利用所學(xué)的高等數(shù)學(xué)的知識去解決物理問題,在運(yùn)用數(shù)學(xué)工具時,要透過數(shù)學(xué)公式看到公式中所要描述的物理知識,而不要被復(fù)雜的公式弄懵了,遇到一個問題,不要急著去解答,先把重點(diǎn)放在物理模型、圖像上,通過仔細(xì)分析挖掘出模型及圖像蘊(yùn)含的信息,進(jìn)而用相應(yīng)的物理方程和方法進(jìn)行解答。最后,還要注重電磁學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),實(shí)驗(yàn)是我們動手檢驗(yàn)真理的最好方法,也是我們對自己所學(xué)知識良好的反饋途徑,我們要積極動手去設(shè)計物理模型,如在做“用沖擊電流計測螺線管內(nèi)軸線上磁場的分布”這一實(shí)驗(yàn)時,我們需要用到的實(shí)驗(yàn)器材有墻式?jīng)_擊電流計、螺線管、電阻箱、滑線變阻器、直流安培表等,首先我們應(yīng)明白該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理――當(dāng)螺線管通以電流I時,則螺線管內(nèi)軸線上任意一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為:

B=?滋0n0(cos ?茁1-cos?茁2)

公式中的μ0為真空磁導(dǎo)率,n0為單位長度線圈的匝數(shù),β1和β2分別為螺線管內(nèi)軸線上某一點(diǎn)到兩端的張角大小。根據(jù)這個原理,我們再設(shè)計實(shí)驗(yàn),準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),然后計算、整理、分析,最后得出結(jié)論。

這樣通過自己動手實(shí)驗(yàn),不僅能夠加深我們對物理基本概念的理解和基本規(guī)律的認(rèn)識,而且還能有效的提高我們分析問題和解決問題的能力。

3.重視代數(shù)量的意義,正確運(yùn)用代數(shù)量

代數(shù)量又稱為雙向標(biāo)量,是描述兩種可能狀態(tài)的物理量,如分量=v+v,電壓V=V-V=?dl,這些物理量除了大小之外,還有方向。代數(shù)量分為狀態(tài)型代數(shù)量和取向型代數(shù)量兩種,狀態(tài)型代數(shù)量如溫度T,導(dǎo)體電量Q,而取向型代數(shù)量則是指具有兩種相反取向的物理量,如上述分量,電壓Vab等。物理量按其性質(zhì)可分為矢量和標(biāo)量,其中標(biāo)量又分為算數(shù)量和代數(shù)量。矢量的計算比較復(fù)雜,因其不僅有大小,還有方向之分。算數(shù)量相對來說比較簡單,因其只有正值;而代數(shù)量有正有負(fù),如電荷、電位差、電通量、電動勢等,計算過程中比較容易出錯。因此在學(xué)習(xí)電磁學(xué)時,我們必須清楚一些常見代數(shù)量的正負(fù)及其意義,結(jié)合題目具體的信息進(jìn)行分析辨別,從而解決問題。

結(jié)束語:電磁學(xué)現(xiàn)象在我們的日常生活及工作中隨處可見,學(xué)好電磁學(xué)不僅是專業(yè)知識的需要,也是我們?nèi)粘I詈凸ぷ鞯男枰?。電磁學(xué)是大學(xué)物理的一個重要內(nèi)容,學(xué)起來有一定的難度,我們一定要掌握正確的學(xué)習(xí)方法,在基本概念,基本定理、定律上多下功夫,熟練掌握數(shù)學(xué)工具的使用,重視各項代數(shù)量的含義,鍛煉自己的問題分析能力,從而達(dá)到事半功倍的學(xué)習(xí)效果。

參考文獻(xiàn):

[1]陳志遠(yuǎn),萬世興.運(yùn)用電磁學(xué)發(fā)展史深化電磁學(xué)教學(xué)[J]. 咸寧學(xué)院學(xué)報.2011(06)

篇3

關(guān)鍵詞:高中物理 電磁學(xué) 基本知識點(diǎn)

電磁學(xué)是高中物理極為重要的一部分,主要包括電場、磁場、電磁感應(yīng)、恒定電流、交變電流、電磁波等等,內(nèi)容龐雜,很多概念非常抽象,對學(xué)生的抽象思維能力要求較高,學(xué)生普遍反映難度很大。那么教師應(yīng)該怎樣引導(dǎo)學(xué)生學(xué)好電磁學(xué)呢?在多年的教學(xué)過程中,筆者深刻感受到重視基本知識點(diǎn)的教學(xué)是關(guān)鍵,重點(diǎn)應(yīng)抓好以下三個方面。

一、深度挖掘電磁學(xué)基本知識點(diǎn)

很多重要的基本知識點(diǎn),只有深度挖掘,做到深入透徹的理解,而非一知半解,才能避免在遇到實(shí)際問題時盲目地套用公式,出現(xiàn)錯誤。

比如庫侖定律就是在電磁學(xué)部分遇到的第一個重要知識點(diǎn),書本中是這樣描述庫侖定律的:真空中兩個靜止的點(diǎn)電荷之間的作用力與這兩個電荷的電荷量的乘積成正比,與這兩個電荷的距離的平方成反比,作用力的方向沿著這兩個電荷的連線。很多學(xué)生就只注意到庫侖定律中關(guān)于力的大小特點(diǎn)的描述,而往往忽略了這句話中隱含的重要信息,即三個適用條件:(1)“真空”,即兩個電荷要處于真空中或者空氣中;(2)“靜止”,即兩個電荷要處于靜止?fàn)顟B(tài);(3)“點(diǎn)電荷”,點(diǎn)電荷是一種典型的物理模型,兩個電荷間的距離遠(yuǎn)大于電荷自身的大小時電荷才可以看成是點(diǎn)電荷,也就是說當(dāng)兩個帶電體相距很近的時候庫侖定律是不適用的。

在電磁感應(yīng)部分最重要的知識點(diǎn)就是楞次定律,書本中是這樣描述楞次定律的:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。我們不妨把引起感應(yīng)電流的磁通量稱為原磁通量,那么我們就可以把楞次定律簡單地表述為:感應(yīng)電流總是阻礙原磁通量的變化。可見楞次定律中最為關(guān)鍵的字眼就是“阻礙”,但是很多學(xué)生往往搞不清楚阻礙的是什么?怎么阻礙?阻礙的不是原磁通量,而是原磁通量的變化。所以我們首先要分析清楚原磁通量的方向及變化情況,然后根據(jù)阻礙關(guān)系就能分析出感應(yīng)電流的磁場的方向,最后根據(jù)右手螺旋定則得出感應(yīng)電流的方向。

二、注重知識點(diǎn)之間的聯(lián)系與區(qū)別

雖然電磁學(xué)部分知識點(diǎn)很多,給人的感覺會很亂,但是我們仔細(xì)分析就會發(fā)現(xiàn)很多知識點(diǎn)之間還是有著一定聯(lián)系的,把相關(guān)的類似的知識點(diǎn)放在一起分析比較,學(xué)生對知識點(diǎn)的印象就會更深刻,有利于學(xué)生更好地理解。

比如可以把電場和磁場的性質(zhì)、電場線和磁感線的性質(zhì)放在一起比較其聯(lián)系與區(qū)別。電場和磁場雖然我們看不見摸不著,但都是客觀存在的,電場對放入其中的電荷有力的作用,磁場對電流和運(yùn)動電荷也會有力的作用,即電場和磁場都能提供力的作用。但電場線和磁感線都是為了方便描述電場和磁場而人為假想出來的,不是真實(shí)存在的,其指向都有著一定的特點(diǎn),其切線均表示電場或者磁場的方向,其疏密均表示電場和磁場的強(qiáng)弱。區(qū)別之處在于電場線是不閉合的,磁感線是閉合的。還可以把點(diǎn)電荷和質(zhì)點(diǎn)的性質(zhì)放在一起比較,兩者都是理想化的物理模型,現(xiàn)實(shí)生活中并不存在點(diǎn)電荷和質(zhì)點(diǎn),只有當(dāng)滿足了所需條件時,才能將現(xiàn)實(shí)生活中的電荷和實(shí)際物體看作是點(diǎn)電荷和質(zhì)點(diǎn)。

再比如重力加速度g、電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B也有著很多相似之處。物體在重力場中會受到重力G=mg,在電場中會受到電場力F=Eq,在磁場中會受到磁場力(包括安培力F=BIL和洛倫茲力f=Bqv)。重力加速度g決定于物體所處的重力場、電場強(qiáng)度E決定于電荷所處的電場、磁感應(yīng)強(qiáng)度B決定于電流或者電荷所處的磁場,所以我們就可以說g、E和B這三個量均只決定于場,與其他因素?zé)o關(guān),所以我們分別用這三個量描述三種場的強(qiáng)弱和方向。

又如重力勢能和電勢能之間也有著很多相似之處。物體在重力場中具有重力勢能,當(dāng)物體在重力場中移動時,重力可能做功也可能不做功,類似的電荷在電場中具有電勢能,當(dāng)電荷在電場中移動時,電場力可能做功也可能不做功。當(dāng)重力或電場力做功時就會引起重力勢能和電勢能的變化,力做正功勢能就減少,力做負(fù)功勢能就增加。故這兩種能的變化均決定于相應(yīng)的力做功的情況。我們還可以進(jìn)一步推廣到動能、機(jī)械能以及今后在熱學(xué)部分將會學(xué)到的分子勢能,我們會發(fā)現(xiàn),所有的能的變化,都決定于相應(yīng)的力做功的情況。

三、重視初中已學(xué)知識點(diǎn)的拓展延伸

有些知識點(diǎn)難度不大,但由于學(xué)生在初中時已經(jīng)接觸過,學(xué)生在遇到這部分知識點(diǎn)時就會比較大意,以為自己已經(jīng)掌握了,其實(shí)是一知半解,導(dǎo)致遇到實(shí)際問題時錯漏百出。

比如歐姆定律U=IR,初中時僅涉及純電阻電路,即能量全部被電阻用于產(chǎn)生熱量,即W=Q,W=UIt,Q=I2Rt,故有U=IR,故初中時在電路中歐姆定律均是適用的。但在高中物理中由于會遇到非純電阻電路,此時歐姆定律已經(jīng)不再適用,因?yàn)樵诜羌冸娮桦娐分校芰坎辉偃勘浑娮栌糜诋a(chǎn)生熱量,即W>Q,W=UIt,Q=I2Rt,故有U>IR,所以遇到電路問題時一定要看清楚是否包含電動機(jī)、電風(fēng)扇等非純電阻。

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【關(guān)鍵詞】電磁學(xué);解題方法

一、解決電磁學(xué)習(xí)題的常用方法

通過對高中物理電磁學(xué)習(xí)題的研究和總結(jié),發(fā)現(xiàn)常用的解題方法主要有圖像法、對稱法、等效替代法、微元法、綜合法、隔離法等。雖然解題方法有很多,但不能胡亂使用,要根據(jù)每種解題方法的特點(diǎn)以及其適用的習(xí)題類型合理選擇。如圖像法比較適用于解決與洛倫茲力有關(guān)習(xí)題,等效替代法往往用于對復(fù)雜電路習(xí)題的解決,微元法多用于解決與安培力有關(guān)的習(xí)題等等。下面通過例題進(jìn)一步了解部分解題方法。

二、具體例題分析

(一)圖像法

在電磁學(xué)部分運(yùn)用圖像法解題是一種普遍且有效的手段。尤其在研究帶電粒子在磁場中或在復(fù)合場中的運(yùn)動時,圖像法能直觀、形象的將復(fù)雜的問題變得簡單明了。雖然圖像法有諸多好處,但該方法依賴于對幾何關(guān)系的熟練掌握。如對幾何關(guān)系掌握較差的同學(xué)可以努力學(xué)習(xí)來彌補(bǔ)或者不采用此方法解題。

案例:如圖1,在x0y平面內(nèi),以0為中心的圓形區(qū)域內(nèi)分布著勻強(qiáng)磁場,且磁場方向垂直于x0y平面。有一個帶電粒子質(zhì)量為m所帶電荷量為q,以原點(diǎn)0為起點(diǎn),沿x軸正方向以初速度v開始運(yùn)動。當(dāng)帶電粒子運(yùn)動到p時其速度方向與y軸夾角為30。P到0的距離為L,不考慮重力的影響,求:

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大???(2)在x0y平面上磁場區(qū)域的半徑R?

分析:帶電粒子垂直進(jìn)入磁場,洛倫茲力充當(dāng)向心力做勻速圓周運(yùn)動,依據(jù)公式可得出軌道半徑。由帶電粒子入射點(diǎn)的速度方向及出射點(diǎn)的速度方向,可找到軌道的圓心在y軸正方向上。在圖中畫出圖像,根據(jù)幾何關(guān)系,找到軌道半徑和L的關(guān)系,求出磁場強(qiáng)度;找到軌道半徑和磁場區(qū)域半徑的關(guān)系,可得出磁場區(qū)域半徑。

(二)等效替代法

等效替代指的是將復(fù)雜物理過程轉(zhuǎn)化為具有等效效應(yīng)的簡單過程的方法。其宗旨是將繁雜的物理過程轉(zhuǎn)換成一個或多個簡單而直接的物理過程,從而使物理問題變得簡單。在電磁學(xué)部分最常用到等效替代法的就是對復(fù)雜電路習(xí)題的處理。從題目中給的多個條件或未知量中跳出來,抓住主要問題、主要過程,將其他的物理過程等效替換成簡單的過程化難為易。

案例:如圖2,在電路當(dāng)中,電源電動勢為E、內(nèi)阻為r、電阻R1、R2的值未知,已知在R=10Ω時,電流表的示數(shù)為1A;在R=18Ω時,電流表的示數(shù)為0.5A;求:當(dāng)電流表示數(shù)為0.1A時,R的取值?

分析:此題如使用常規(guī)方法,會面臨許多的未知量,從而大大增加了解題的難度。因此,在面對這種未知量過多的問題時,要學(xué)會變換思路,充分利用等效替代法。例2就是將圖中虛框部分看作整體,將其作為一個等效電源,這樣就避免了無關(guān)因素對解題的影響,使問題簡單化大大提高了解題效率。

(三)對稱法

在物理學(xué)習(xí)中我們不難發(fā)現(xiàn)對稱現(xiàn)象的存在,正因如此我們才能更快捷高效的探索物理現(xiàn)象尋找物理規(guī)律。在高中物理電磁學(xué)這部分,運(yùn)用對稱法解決物理問題是非常便捷的。比如求解電場強(qiáng)度、對帶電粒子在電場或磁場中的運(yùn)動軌跡判斷等都運(yùn)用了對稱的思想。

案例:如圖3,x0y平面是無限大導(dǎo)體的上表面,導(dǎo)體充滿z<0的空間,z>0空間是真空。在z=h處有一電荷量為q的點(diǎn)電荷,其會在導(dǎo)體表面產(chǎn)生感應(yīng)電荷??臻g任何一點(diǎn)的電場,均為點(diǎn)電荷同導(dǎo)體表面上的感應(yīng)電荷共同激發(fā)。當(dāng)靜電平衡時,導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)為零。設(shè)在A=h/2處電場強(qiáng)度的大小為?

三、總結(jié)

通過對電磁學(xué)習(xí)題的分類總結(jié),介紹了幾種常見的解題方法,旨在幫助同學(xué)們靈活解題開闊解題思路。當(dāng)然要學(xué)會靈活自如的運(yùn)用各種解題方法是一項系統(tǒng)而漫長的過程,不能一蹴而就,要根據(jù)同學(xué)們的實(shí)際水平循序漸進(jìn)的掌握各種解題方法。并且在學(xué)習(xí)過程中,要及時溝通相互交流,對于好的巧妙的解題思路供大家學(xué)習(xí),對于易錯或比較復(fù)雜的解題辦法,要學(xué)會另辟蹊徑,找到簡單有效的解題方法。相信通過大家不斷的努力和學(xué)習(xí),對物理電磁學(xué)習(xí)題定能迎刃而解得心應(yīng)手。

【參考文獻(xiàn)】 

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一、電磁學(xué)教材的整體結(jié)構(gòu)

電磁運(yùn)動是物質(zhì)的一種基本運(yùn)動形式.電磁學(xué)的研究范圍是電磁現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用.其具體內(nèi)容包括靜電現(xiàn)象、電流現(xiàn)象、磁現(xiàn)象,電磁輻射和電磁場等.為了便于研究,把電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象分開處理,實(shí)際上,這兩種現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的.透徹分析電磁學(xué)的基本概念、原理和規(guī)律以及它們的相互聯(lián)系,才能使孤立的、分散的教學(xué)變成系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的教學(xué).對此,應(yīng)從以下三個方面來認(rèn)真分析教材.

1.電磁學(xué)的兩種研究方式

整個電磁學(xué)的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進(jìn)行,這兩種方式均在高中教材里體現(xiàn)出來.只有明確它們各自的特征及相互聯(lián)系,才能有計劃、有目的地提高學(xué)生的思維品質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的思維能力.

場的方法是研究電磁學(xué)的一般方法.場是物質(zhì),是物質(zhì)的相互作用的特殊方式.中學(xué)物理的電磁學(xué)部分完全可用場的概念統(tǒng)帥起來,靜電嘗恒定電嘗恒定磁嘗靜磁嘗似穩(wěn)電磁嘗迅變電磁場等,組成一個關(guān)于場的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括中學(xué)物理電學(xué)部分的各章內(nèi)容.

“路”是“場”的一種特殊情況.中學(xué)教材以“路”為線的大骨架可理順為:靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等.

“場”和“路”之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系.麥克斯韋方程是電磁場的普遍規(guī)律,是以“場”為基礎(chǔ)的.“場”是電磁運(yùn)動的實(shí)質(zhì),因此可以說“場”是實(shí)質(zhì),“路”是方法.

2.物理知識規(guī)律物

理知識的規(guī)律體現(xiàn)為一系列物理基本概念、定律和原理的規(guī)律,以及它們的相互聯(lián)系.

物理定律是在對物理現(xiàn)象做了反復(fù)觀察和多次實(shí)驗(yàn),掌握了充分可靠的事實(shí)之后,進(jìn)行分析和比較找出它們相互之間存在著的關(guān)系,并把這些關(guān)系用定律的形式表達(dá)出來.物理定律的形成,也是在物理概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行的.但是,物理定律并不是絕對準(zhǔn)確的,在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立起來的物理定律總是具有近似性和局限性,因此其適用范圍有一定的局限性.

第二冊第一章“電潮重要的物理規(guī)律是庫侖定律.庫侖定律的實(shí)驗(yàn)是在空氣中做的,其結(jié)果跟在真空中相差很?。溥m用范圍只適用于點(diǎn)電荷,即帶電體的幾何線度比它們之間的距離小到可以忽略不計的情況.

“恒定電流”一章中重要的物理規(guī)律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律.歐姆定律是在金屬導(dǎo)電的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的,對金屬導(dǎo)電、電解液導(dǎo)電適用,但對氣體導(dǎo)電是不適用的.歐姆定律的運(yùn)用有對應(yīng)關(guān)系.電阻是電路的物理性質(zhì),適用于溫度不變時的金屬導(dǎo)體.

“磁場”這一章闡明了磁與電現(xiàn)象的統(tǒng)一性,用研究電場的方法進(jìn)行類比,可以較好地解決磁場和磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念.

“電磁感應(yīng)”這一章,重要的物理規(guī)律是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律.在這部分知識中,能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是將各知識點(diǎn)串起來的主線.本章以電流、磁場為基礎(chǔ),它揭示了電與磁相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化的重要方面,是進(jìn)一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎(chǔ).電磁感應(yīng)的重點(diǎn)和核心是感應(yīng)電動勢.運(yùn)用楞次定律不僅可判斷感應(yīng)電流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的.

“電磁振蕩和電磁波”一章是在電場和磁場的基礎(chǔ)上結(jié)合電磁感應(yīng)的理論和實(shí)踐,進(jìn)一步提出電磁振蕩形成統(tǒng)一的電磁場,對場的認(rèn)識又上升了一步.麥克斯韋的電磁場理論總結(jié)了電磁場的規(guī)律,同時也把波動理論從機(jī)械波推進(jìn)到電磁波而對物質(zhì)的波動性的認(rèn)識提高了一步.

3.通過電磁場在各方面表現(xiàn)的物質(zhì)屬性,使學(xué)生建立“世界是物質(zhì)的”的觀點(diǎn)

電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的.大量實(shí)驗(yàn)證明在電荷的周圍存在電場,每個帶電粒子都被電場包圍著.電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用.運(yùn)動電荷的周圍除了電場外還存在著另一種唱—磁場.磁體的周圍也存在著磁場.磁場也是一種客觀存在的物質(zhì).磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用.現(xiàn)在,科學(xué)實(shí)驗(yàn)和廣泛的生產(chǎn)實(shí)踐完全肯定了場的觀點(diǎn),并證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨(dú)立存在,電磁場是物質(zhì)的一種形態(tài).

運(yùn)動的電荷(電流)產(chǎn)生磁場,磁場對其它運(yùn)動的電荷(電流)有磁場力的作用.所有磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運(yùn)動電荷(電流)之間是通過磁場而發(fā)生作用的.麥克斯韋用場的觀點(diǎn)分析了電磁現(xiàn)象,得出結(jié)論:任何變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場,任何變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場.按照這個理論,變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系的,形成一個不可分割的統(tǒng)一場,這就是電磁場.電磁場由近及遠(yuǎn)的傳播就形成電磁波.

從場的觀點(diǎn)來闡述路.電荷的定向運(yùn)動形成電流.產(chǎn)生電流的條件有兩個:一是存在可自由移動的電荷;二是存在電場.導(dǎo)體中電流的方向總是沿著電場的方向,從高電勢處指向低電勢處.導(dǎo)體中的電流是帶電粒子在電場中運(yùn)動的特例,即導(dǎo)體中形成電流時,它的本身要形成電場又要提供自由電荷.當(dāng)導(dǎo)體中電勢差不存在時,電流也隨之而終止.

二、以“學(xué)科體系的系統(tǒng)性”貫穿始終,使知識學(xué)習(xí)與智能訓(xùn)練融合于一體

1.場的客觀存在及其物質(zhì)性是電學(xué)教學(xué)中一個極為重要的問題.第一章“電潮是學(xué)好電磁學(xué)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵.電場強(qiáng)度、電勢、磁嘗磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映電、磁場是物質(zhì)的實(shí)質(zhì)性概念.電場線,磁感線是形象地描述場分布的一種手段.要進(jìn)行比較,找出兩種力線的共性和區(qū)別以加強(qiáng)對場的理解.

2.電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運(yùn)動的電荷、電流有力的作用.在教學(xué)中要使學(xué)生認(rèn)識場和受場作用這兩類問題的聯(lián)系與區(qū)別,比如,場不是力,電勢不是能等.場中不同位置場的強(qiáng)弱不同,可用受場力者受場力的大?。ǚ较颍└涮卣魑锢砹康谋戎祦砻枋鰣龅膹?qiáng)弱程度.在電場中用電場力做功,說明場具有能量.通常說“電荷的電勢能”是指電荷與電場共同具有的電勢能,離開了電場就談不上電荷的電勢能了.

3.認(rèn)真做好演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn),使“潮抽象的概念形象化,通過演示實(shí)驗(yàn)是非常重要的措施.把各種實(shí)驗(yàn)做好,不僅使學(xué)生易于接受知識和掌握知識,也是基本技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練.安排學(xué)生自己動手做實(shí)驗(yàn),加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析,引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)觀察和現(xiàn)象分析中來發(fā)展思維能力.從物理學(xué)的特點(diǎn)與對中學(xué)物理教學(xué)提出的要求來看,應(yīng)著力培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰妥詫W(xué)能力,使知識的傳授和能力的培養(yǎng)統(tǒng)一在使學(xué)生真正掌握科學(xué)知識體系上.

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關(guān)鍵詞:高中物理;電磁學(xué)教學(xué);教材分析;教學(xué)對策

改革開放以來,我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)生了巨大的變化,社會經(jīng)濟(jì)體制正在發(fā)生改變,我國的教育體制也在進(jìn)行改革。高中課程改革正在與時俱進(jìn),教材體系也在不斷完善。高中物理教材的編寫更加注重理論與實(shí)際的聯(lián)系,更重視物理知識在實(shí)際生活中的應(yīng)用。物理教學(xué)目標(biāo)更加重視學(xué)生能力的培養(yǎng)。電磁學(xué)是高中物理中的重要內(nèi)容,提高電磁學(xué)的教學(xué)效果,是提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力,強(qiáng)化物理知識的重要前提。

一、高中電磁學(xué)教材分析

自然界到處存在著電磁運(yùn)動,它是物質(zhì)運(yùn)動的基本形式之一。在高中物理中主要研究的是電磁學(xué)的基本規(guī)律和應(yīng)用范圍,主要內(nèi)容包括:靜電、電流、磁現(xiàn)象以及電磁輻射和電磁場。教師為讓學(xué)生更簡單的理解電磁現(xiàn)象,一般把電和磁現(xiàn)象分開講解。其實(shí),在現(xiàn)實(shí)生活中,電和磁是緊密聯(lián)系在一起的。所以,教師在教學(xué)過程中自身要充分掌握電磁學(xué)的相關(guān)內(nèi)容,能做到由部分再到整體,實(shí)現(xiàn)綜合教學(xué)的目的。

1.電磁學(xué)研究方式

高中對電磁學(xué)的研究主要包括“場”和“路”的方法。運(yùn)用這兩種方法,需要教師向?qū)W生闡明二者之間的區(qū)別與聯(lián)系,并采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)電磁學(xué)的興趣。“場”在物理學(xué)電磁學(xué)研究中應(yīng)用的最為廣泛。“場”在物理解釋中是自然界物質(zhì)之間相互作用的關(guān)系,所以,在進(jìn)行電磁學(xué)解釋中就需要用到“場”,如:電磁場、靜電場等。

2.高中物理知識定律

教師在講解某一個定律時,首先可以引導(dǎo)學(xué)生注意到這種物理現(xiàn)象,通過學(xué)生的親手實(shí)驗(yàn)得出與定律相似的結(jié)論,然后對實(shí)驗(yàn)對象之間的關(guān)系進(jìn)行分析,從而總結(jié)出實(shí)驗(yàn)的恒定關(guān)系,并要求學(xué)生試著用一個定理的概念表述出來。物理定律不是孤立的,一個定理一定與其他的物理概念存在一定的聯(lián)系。而且定律都是有前提才發(fā)生的,一旦超過這個前提,就有可能不會發(fā)生。比如,教師在講授恒定電流這一章時,這一章總共有電阻、歐姆和焦耳三個定律。歐姆定律主要是在金屬導(dǎo)電性質(zhì)的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的,適用于金屬導(dǎo)電的范圍,不適用于氣體導(dǎo)電的范圍。而電阻定律是關(guān)于電路的物理性質(zhì)的總結(jié),只適用于溫度不變的金屬導(dǎo)體。

3.通過電磁場的講述,確立世界是物質(zhì)的觀念

大量的實(shí)驗(yàn)證明,電荷的周圍存在著電場,電場包圍著每個電粒子。而電場對場中的電荷具有力的作用。在運(yùn)動中的電荷的周圍不僅有電場還有磁場。磁場是客觀存在的物質(zhì),只要借助一定的手段就可以使磁場現(xiàn)出原形,從而被人們的肉眼看到。而磁場對于場中電流具有磁力的作用。由此可知,磁場是一種物質(zhì)。

二、高中電磁學(xué)教學(xué)對策

1.電磁學(xué)的教學(xué)要有章可循

在高中物理電磁學(xué)的教學(xué)中要做到貫穿學(xué)科體系,幫助學(xué)生既能掌握知識也能提高能力。如:電磁學(xué)中,“場”的存在是很客觀的,教師在電學(xué)的教學(xué)過程中要重視“場”的講解。利用電場強(qiáng)度、磁場感應(yīng)知識的講解和實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解場的性質(zhì)和概念,同時可以借助電場線和磁感線來描述“場”的分布,尋找二者之間的差別和共性,從而讓學(xué)生確實(shí)理解“場”。同時可以采取一些新穎且有實(shí)效的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)。如:逆向思維法主要運(yùn)用于已知矛盾和未知矛盾發(fā)生沖突的時候,這時需要人們打破常規(guī)的思維模

式,從反方向考慮問題。比如:學(xué)生知道電流會在周圍產(chǎn)生磁場后,激發(fā)學(xué)生思考是否可以利用磁場產(chǎn)生電流,促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

2.重視實(shí)驗(yàn)操作對電磁學(xué)教學(xué)的意義

物理實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生更進(jìn)一步的理解物理現(xiàn)象和定律,

所以,教師做好實(shí)驗(yàn)演示以及學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)在高中物理電磁學(xué)的學(xué)習(xí)中非常重要。讓學(xué)生動手做實(shí)驗(yàn),不僅有利于學(xué)生掌握物理知識還有利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。如何引導(dǎo)學(xué)生通過做實(shí)驗(yàn)來分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中利用發(fā)展性思維得出物理定義,是高中物理教師教學(xué)水平高低的重要體現(xiàn)。培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和自學(xué)物理知識的能力是高中物理知識的要求。所以,教師應(yīng)該設(shè)置新穎的物理實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生學(xué)習(xí)電磁場知識的興趣,從而提高教學(xué)效果。并且通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣,以此刺激學(xué)生的求知欲望,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)和實(shí)事求是的求學(xué)態(tài)度。

3.培養(yǎng)學(xué)生利用物理知識解決問題的能力

在高中物理教學(xué)中,讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識去分析和解決問題非常重要。在電磁學(xué)的學(xué)習(xí)過程,教師首先要抓住“場”與“路”的學(xué)習(xí),確保學(xué)生能夠正確地理解其概念,掌握基本規(guī)律。其次,要重視學(xué)生解決關(guān)于電磁學(xué)問題的培養(yǎng)。教師在教學(xué)生解題時,應(yīng)該講解不同的運(yùn)動形式是通過何種方式聯(lián)系在一起的,在物理中一般有“力”和“能”兩種,從而確定解題的思路,形成解題思維。

高中物理學(xué)習(xí)是高中學(xué)生學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容,物理教師在進(jìn)行物理教學(xué)過程中應(yīng)該以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力為主要目的來制訂教學(xué)計劃和內(nèi)容。高中物理電磁學(xué)的內(nèi)容非常重要,是學(xué)生學(xué)好高中物理知識的關(guān)鍵也是以后繼續(xù)物理研究的基礎(chǔ),所以,教師應(yīng)該從以下幾方面著手確實(shí)提高教學(xué)效果,幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理知識。首先,教師應(yīng)該認(rèn)真研究新課標(biāo)的教學(xué)目的和新的物理教材體系,把握電磁學(xué)的教學(xué)要求和目的。其次,依據(jù)電磁學(xué)的“場”與“路”的研究方式,對學(xué)生進(jìn)行電磁學(xué)知識講解。再次,在電磁學(xué)的教學(xué)過程堅持電磁學(xué)知識的系統(tǒng)貫穿,讓學(xué)生充分掌握電磁學(xué)知識。最后學(xué)會利用物理實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生學(xué)習(xí)電磁學(xué)知識,利用實(shí)驗(yàn)將抽象的知識形象化,讓學(xué)生更直觀的接受物理知識,提高學(xué)習(xí)興趣。相信通過廣大教師的共同努力,高中電磁學(xué)教學(xué)定會邁上一個新臺階。

參考文獻(xiàn):

篇7

關(guān)鍵詞:定則 左手 右手

在中學(xué)物理電磁學(xué)中,為判斷電流的磁場方向、安培力的方向、洛倫茲力的方向、感應(yīng)電流的方向而介紹了一系列的判斷定則:如安培定則、左手定則、右手定則等。由于定則較多,而具體運(yùn)用的方法又不同,所以學(xué)生在應(yīng)用時常常出錯。那么我們是否可以用一種新的定則來代替左、右定則呢?而且這種替代的定則既要方便,又非復(fù)雜,同時還需要含義十分明確,便于學(xué)生記憶。為此我們對電流的磁場,安培力、洛倫茲力、感應(yīng)電流的物理含義反復(fù)進(jìn)行討論分析后發(fā)現(xiàn),如果將安培定則進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)就能完全代替左、右手定則。我們把這一代替的定則叫“廣義安培定則”。經(jīng)過一段時間的試用,學(xué)生的錯判率大為減少。現(xiàn)將這個“廣義安培定則”介紹如下:

一、用“廣義安培定則”判斷電流磁場磁感線方向

對直線電流磁場磁感線方向判斷仍采用高中物理課本上的方法,即用右手握住導(dǎo)線,讓伸直的大拇指的指向跟電流方向—致,那么彎曲四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞的方向。

對環(huán)繞電流磁場的磁感線方向和通電螺線管內(nèi)磁場磁感線的方向的判斷,高中物理課本上雖然也是說用安培定則,但其內(nèi)容即大拇指向和四指的指向都已變化。而“廣義安培定則”仍采用課本上判斷直線電流磁場的安培定則內(nèi)容,也能方便的判斷出環(huán)繞電流磁場方向和通電螺線管內(nèi)磁場方向。

對環(huán)形電流,用右手握住環(huán)形導(dǎo)線的一部分,讓大拇指仍指向電流方向,則彎曲的四指所指的方向,就是環(huán)形電流磁場的磁感線方向。

在判斷通電螺線管內(nèi)磁場的磁感線的方向時,我們可以把通電螺線管看成是若干個單匝的環(huán)形電流重疊所組成,因此仍能用“廣義安培定則”來判斷環(huán)內(nèi)(即通電螺線管內(nèi))的磁感線方向、用此方法,不但可以判斷通電螺線管內(nèi)部的磁感線方向,還能畫出通電螺線管內(nèi)外磁感線的形成一系列閉合曲線,這樣就可以彌補(bǔ)課本中只判斷環(huán)形電流和通電螺線管內(nèi)部的磁感線方向,而沒有指出它們外部磁感線方向的不足。

二、用“廣義安培定則”判斷安培力的方向

由于安培力是通電導(dǎo)體在磁場中所受的作用力,這個力其實(shí)質(zhì)是通過電流本身所形成的電流磁場與原磁場之間的相互作剛而產(chǎn)生的,為此,如果我們先用安培定則判斷出通電導(dǎo)體磁感線的方向,然后與原磁場的磁感線方向進(jìn)行比較,則安培力方向一定是指向這兩個磁場方向相反的一側(cè),同樣對洛倫茲力方向的判定與安培力方向的判斷方法相同,只是把運(yùn)動電荷看作一通電導(dǎo)體,正電荷的運(yùn)動方向才是電流方向,用這個方法與左手定則來判斷其結(jié)果是相同的。

例1 判斷兩通電平行導(dǎo)線問的相臣作用力。

兩通電平行導(dǎo)線間的相互作用力實(shí)質(zhì)是兩電流間的作用力,故用安培定則分別判定他們的磁感線方向后,就可以根據(jù)它們磁感線方向的異同,直接判斷他們之間的作用力是引力還是斥力,如通以同方向的電流時,用安培定則分別判斷它們的磁感線方向,則兩直導(dǎo)線之間的磁感線方向相反。外側(cè)方向相同,所以它們之間的相互作用力都指向內(nèi)側(cè),使它們相互靠攏而表現(xiàn)為引力。同理,當(dāng)通以相反方向電流時,用安培定則判斷出兩直導(dǎo)體的外側(cè)的磁感線方向相反,故它們之間的相互作用力都指向外側(cè),使它們分離而表現(xiàn)為斥力。

例2 在下圖1中已知外磁場的磁感線方向和帶電粒子的速度方向,試判斷運(yùn)動電荷在磁場中受到的洛倫茲力方向?

轉(zhuǎn)貼于

在圖1中,帶箭頭的虛線表示電流方向,與運(yùn)動電荷方向相同,我們將運(yùn)動電荷看作通電直導(dǎo)線,用安培定則判斷磁場磁感線方向,即運(yùn)動電荷上部的磁感線方向向外,下部向里、顯然,其下部磁感線與外部磁場方向相反,所以運(yùn)動電荷所受的洛倫茲力的方向是指向下面。如果在圖1中是負(fù)電荷,用同樣的方法可以判斷出運(yùn)動負(fù)電荷速度上方磁感線方向與外磁場方向相反,故粒子所受洛倫茲力的方向向上。

從上述兩個例子中,可以看出用“廣義安培定則可以代替“左手定則”來判斷安培力的方向的。

三、用“廣義安培定則”來判斷感應(yīng)電流的方向是完全

在運(yùn)用“廣義安培定則”時,要先讓右手四指指向?qū)w的運(yùn)動方向,然后讓四指彎曲90°。指向引起感應(yīng)電流的磁場磁感線方向,則伸直的大拇指指向就是感應(yīng)電流的方向。當(dāng)然這一方法也只是適用于閉合導(dǎo)體的一部分在磁場中做切割磁感線運(yùn)動的情況、用這種方法與用右手定則判斷的結(jié)果是相同的。

例3 判定閉合導(dǎo)體的一部分在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時的感應(yīng)電流的方向,已知外磁場方向和導(dǎo)體截面運(yùn)動方向如右圖所示。

篇8

【關(guān)鍵詞】高中物理電磁學(xué)授課方法

前言:在高中物理學(xué)科授課中,電磁學(xué)是該學(xué)科較為重要的授課內(nèi)容,由于該內(nèi)容具有較強(qiáng)的復(fù)雜性,學(xué)生對該內(nèi)容的掌控度較低,學(xué)生對該授課內(nèi)內(nèi)容的興趣度較低。因此,高中物理授課人員應(yīng)當(dāng)采用科學(xué)性路徑增加學(xué)生對該學(xué)科授課內(nèi)容的興趣度,從而使學(xué)生對該授課內(nèi)容的掌控度增加。在該內(nèi)容的授課中,教師應(yīng)當(dāng)還原學(xué)生的主體性,增加對學(xué)生的尊重度,引導(dǎo)學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行自主性知識獲取,教師也應(yīng)當(dāng)采用科學(xué)性路徑對自身素質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化。筆者在下文對提升該內(nèi)容授課有效性的科學(xué)性路徑進(jìn)行闡述,望能夠?qū)υ搩?nèi)容的授課效能最大化。

一、電磁學(xué)授課內(nèi)容結(jié)構(gòu)

在眾多物質(zhì)運(yùn)動中,電磁運(yùn)動是其中的一種,該運(yùn)動在自然界較多現(xiàn)象中存在。在電磁現(xiàn)象的探究中,電磁學(xué)是較為重要的學(xué)科,在高中物理中對電磁學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行授課。因此,教師應(yīng)當(dāng)增加對該授課內(nèi)容授課的著重度[1]。電磁學(xué)的授課內(nèi)容包括電磁現(xiàn)象、電磁輻射等內(nèi)容。由于該授課內(nèi)容的復(fù)雜性較強(qiáng),學(xué)生對該內(nèi)容的掌控度不足。

(一)電磁學(xué)的探究方式

在高中物理電磁學(xué)授課中,教師應(yīng)當(dāng)采用科學(xué)性路徑對該授課內(nèi)容進(jìn)行探究,電磁學(xué)中主要存有兩個重點(diǎn):一個是電場,一個是磁場。因此在授課中教師應(yīng)當(dāng)采用科學(xué)性路徑引導(dǎo)學(xué)生區(qū)分二者,從而使學(xué)生對授課內(nèi)容的興趣度增加,也使學(xué)生能夠進(jìn)行自主性知識探究。

(二)物理授課規(guī)律

在高中物理電磁學(xué)授課中,教師在對學(xué)生進(jìn)行某定理授課時,首先可以引導(dǎo)學(xué)生對相關(guān)物理現(xiàn)象進(jìn)行觀察。然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)對相關(guān)結(jié)論進(jìn)行總結(jié)[2]。在該環(huán)節(jié)中,教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)對象中的關(guān)系進(jìn)行分析,并通過規(guī)范的語言對其進(jìn)行總結(jié),從而使學(xué)生對相關(guān)知識的掌控度增加。教師在授課中應(yīng)當(dāng)知曉,一個物理理論的形成需要對較多物理概念進(jìn)行積累。因此,教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生增加知識累積量。

(三)通過電磁學(xué)授課向?qū)W生傳遞電磁場是物質(zhì)的理念

高中物理授課人員應(yīng)當(dāng)將該內(nèi)容分為電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象兩部分進(jìn)行授課,但在授課中,教師還應(yīng)當(dāng)增加二者的關(guān)聯(lián)性,從而增加學(xué)生對相關(guān)知識的掌控度。在授課前,教師應(yīng)當(dāng)采用科學(xué)性路徑對電磁現(xiàn)象進(jìn)行深度探究,增加對電磁學(xué)基本理論、應(yīng)用范圍等內(nèi)容的掌控度,對學(xué)生進(jìn)行由淺及深的授課授課模式,從而使學(xué)生對該內(nèi)容的掌控深度化。

二、在電磁學(xué)授課中將學(xué)科體系貫穿,增加融合度

(一)采用對比法增加學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容的掌控度

在高中物理學(xué)科授課中教師應(yīng)當(dāng)采用科學(xué)性路徑對學(xué)生進(jìn)行知識傳輸。在電磁學(xué)授課中,場是該授課內(nèi)容中較為重要的概念,因此,教師應(yīng)當(dāng)采用科學(xué)性路徑對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo),從而增加學(xué)生對相關(guān)知識的掌控度。在授課中,教師可以采用信息化授課設(shè)備對相關(guān)知識進(jìn)行授課。增加相關(guān)知識直觀性[3]。例如,在對人教版高中物理教材中磁感線一課授課中,在授課前,教師可以采用信息化技術(shù)對磁感線進(jìn)行精確繪制,并在授課中對學(xué)生進(jìn)行展示。該方法能夠使學(xué)生對相關(guān)知識的掌控度增加,同時也可以使該學(xué)科的授課有效性增加。在授課中,教師還應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生增加對電荷運(yùn)動狀況的掌控度。在對人教版電荷運(yùn)動相關(guān)知識授課時,教師可以在課前針對重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行微課錄制,并引導(dǎo)學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行自主性知識獲取,在課上對學(xué)生的相關(guān)問題進(jìn)行點(diǎn)撥,該授課方法能夠使學(xué)生對相關(guān)知識的掌控度增加,同時也能夠使授課有效性增加。

(二)規(guī)范演示實(shí)驗(yàn)步驟,引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)

在高中物理學(xué)科授課中,教師應(yīng)當(dāng)采用科學(xué)性路徑對演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行規(guī)范,通過實(shí)驗(yàn)將抽象內(nèi)容直觀化。高中物理學(xué)科授課人員在規(guī)范自身實(shí)驗(yàn)操作的同時還應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生通過對相關(guān)現(xiàn)象的分析總結(jié)規(guī)范性結(jié)論。該授課方法能夠使學(xué)生對相關(guān)知識的掌控度增加,同時也能夠使學(xué)生素質(zhì)得以多角度優(yōu)化。在授課中采用科學(xué)性路徑引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚴箤W(xué)生在知識獲取的同時對動手能力進(jìn)行優(yōu)化[4]。例如,在進(jìn)行人教版高中物理庫倫定律的授課中,教師可以讓學(xué)生在課前準(zhǔn)備玻璃棒,并在授課中引導(dǎo)學(xué)生用玻璃棒摩擦頭發(fā)然后靠近紙屑,通過該實(shí)驗(yàn)增加學(xué)生對相關(guān)知識的興趣度,之后在對學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識的傳授。這樣,能夠使學(xué)生對相關(guān)知識的掌控度增加,從而使高中物理授課有效性增加。

(三)引導(dǎo)在生活中應(yīng)用電磁學(xué)的相關(guān)內(nèi)容

在高中物理學(xué)科授課中,教師還應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生將電磁學(xué)的相關(guān)內(nèi)容在生活中應(yīng)用。教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生在生活中遇到有關(guān)電磁現(xiàn)象時,應(yīng)當(dāng)使用所學(xué)知識對其進(jìn)行解釋,這樣能夠使學(xué)生對電磁學(xué)的相關(guān)知識的掌控度增加,也能夠使學(xué)生素質(zhì)得以多角度優(yōu)化。

結(jié)語:根據(jù)上文,在高中物理學(xué)科授課中,電磁學(xué)是該學(xué)科授課重點(diǎn)內(nèi)容,因此,該學(xué)科授課人員應(yīng)當(dāng)采用科學(xué)性路徑對知識進(jìn)行授課,在授課中,教師應(yīng)當(dāng)還原學(xué)生的主體性,并引導(dǎo)學(xué)生對電磁的本源進(jìn)行探究,在增加學(xué)生對該授課內(nèi)容興趣度的同時使學(xué)生對相關(guān)知識的掌控深度增加。高中物理授課人員也應(yīng)當(dāng)采用科學(xué)性路徑對自身知識進(jìn)行革新,增加演示實(shí)驗(yàn)的規(guī)范性,并引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)增加對電磁學(xué)內(nèi)容的掌控度。教師在對學(xué)生進(jìn)行知識傳輸?shù)耐瑫r還應(yīng)當(dāng)對學(xué)生實(shí)踐能力進(jìn)行優(yōu)化,從而使學(xué)生素質(zhì)得以多角度優(yōu)化。

作者:張俊鋒

參考文獻(xiàn) 

[1]黃宗良. 用新理念提升課堂效率,培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)[J]. 科學(xué)咨詢(教育科研),2017,(03):47. 

[2]陳太沖. 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 讀與寫(教育教學(xué)刊),2017,(01):134. 

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