淺談高中物理電磁感應的綜合應用

練為民

(廣西省來賓市來賓高級中學 546117)

一、學習電磁感應的有效方法

對于高中生的物理學習來講,電磁感應類型的題目有很大的難度.因此,學生如果沒有掌握正確的電磁感應的學習方法,他們很容易會在這一部分的學習內容上停步不前.

1.有效地進行預習

在正式開始學習之前,學生應該根據課本上的知識以及輔導書、互聯網上自己查的資料來對電磁感應的基礎知識進行預習.通過預習的過程,學生們能夠對知識內容和知識體系有一個初步的了解,并且能夠在預習的過程中有效的發展限制級的不足之處,找到學習過程中存在的問題.就是可以在學生進行預習之前給學生布置幾個問題,讓學生帶著問題來進行預習和思考,這樣更容易找到重點的知識,并且讓學生在預習的過程中提升自己的自學能力.

2.加強課后的練習

在課堂上跟著教師的腳步進行學習,這樣的學習過程還不夠完善.如果學生買不能在課后對學過的知識點進行有效的復習,這樣的學習過程也是毫無意義的.因此,學生可以采用一些簡單的方法來加強自己在課后對知識點的復習鞏固,并且能夠起到查缺不漏的作用,讓學生在復習的過程中對自己不懂得知識點加強理解.比如,學生在課堂學習完成后,可以找一些有關電磁感應的知識和例題來進行練習,或者教師也可以給學生布置一些合適的題目,讓學生自主完成.

3.在高中的電磁感應部分的知識點內,學生要掌握的基礎知識有六個: 磁和電之間的關系;磁和電之間是否能夠相互生成;電磁感應的具體含義;能夠產生電磁感應的條件;決定感應電流方向的因素;發電機的原理;在電磁感應的過程中能量如何發生轉化.在教學時,教師應該讓學生逐漸掌握這幾個基礎的知識點,然后再在此基礎上給學生進行拔高訓練,這樣學生才能逐漸地掌握電磁感應這一部分所有的內容.

二、有關電磁感應的兩大題型的分析

1.電磁感應中的動力學問題

在電磁感應中的動力學問題里涉及到了幾個基本的概念:安培力、感應電動勢、感應電流.涉及到兩個定律:楞次定律、左手定則還有當安培力參與的物體的運動中時,物體是如何發生運動變化的.教師應該先讓學生掌握一些基本的概念和公式,并且對定律能夠明確的理解和應用,這些定理和公式在課本上都有,學生無論是在預習的過程中還是在老師上課進行講解的過程中都能夠明確地進行學習.只有掌握了基礎的知識點,這樣才能夠在解決動力學問題時理清思路,找到解題的入手點和突破口,更好地解決問題,掌握解題要領.

解決這一問題的過程中的重點難點如下:

首先,學生要能夠理解導體的兩種運動狀態:平衡狀態和不平衡狀態,準確的講就是導體在運動的過程中加速度是否為零.

其次,在解答電磁感應中的動力學問題時,有一套固定的解題思路:第一步,學生應該對電路進行分析,在電路圖中,學生可以將導體棒看成是一個電源.第二步,學生要對導體棒在磁場中的受力進行分析.第三步，分析電磁感應中的力學問題:當導體處于平衡狀態時,導體棒靜止或進行勻速直線運動.導體處于非平衡狀態時,導體棒運動的加速度不為零.當導體棒處于平衡狀態時,根據合外力等于零進行列式計算.當導體棒處于非平衡狀態時,學生可以根據牛頓第二定律來進行動態的分析或者結合一些功能關系來進行分析.

除此之外,在電磁感應的動力學問題中還涉及到一個知識點——收尾速度極快收尾情況的分析.這部分知識有一定的難度,學生在學習的過程中可以根據自己的學習狀況來選擇是否要掌握這一知識點.教師在給學生進行教學時,一定要找到足夠的例題讓學生從例題中感悟出解題技巧.教師還應該結合正確的教學方法,掌握到學生學習的狀態和程度,讓學生在保證能夠吸收所有的知識時再進行擴展訓練.

2.電磁感應中的能量問題

在解決這一部分問題時,學生一定要先理解能量發生轉化時的過程:電磁感應發生的過程中,感應電流會在磁場中受到安培力,外力克服安培力的過程中會做功,在這一過程能夠將機械能轉化為電能,電流做功時再將電能轉化為其他的形式的能量.并且學生要了解的能量轉化的實質,掌握三種基本的電能計算方法.

解決能量問題時有幾個重點難點:

首先,學生應該對電磁感應中的能量轉化過程有所了解.閉合電路中產生感應電流就是其他形式的能向電能轉化的過程.實質就是與安培力有關.外力克服安培力做了多少功,就有多少其他形式的能轉化為電能同理,學生可以推導出安培力做功的過程其實就是電能轉化為其他形式能的過程.因此可以得出一個結論,電磁感應的過程中總是伴隨著一定的能量轉化.

其次,學生要對利用電磁感應中的能量轉化進行工作的兩種模型的工作原理有所了解,這兩種模型分別是電動機和發電機,這兩個機器模型都是利用電磁感應之間的功能轉化來進行工作的,電動機就是通過安培力做功將電能轉化為機械能.而發電機是利用導體棒產生感應電流克服安培力做功將機械能轉化為回路中的電能.

此外,學生還應該了解到電磁感應中能量轉化問題在解題時的一些基本規律和基本定理:動能定理和能量轉化和守恒定律.這兩個概念在課本上都有做介紹,學生在課堂上能聽到教師的詳細講解,在這里我就不一一做介紹了.

在解決這一類問題有三種基本的思路:利用導體棒克服安培力做功求解;利用能量守恒定律求解;利用電路特征求解.這三種基本的方法都需要學生掌握,這也是最基本的解題方法,只有學生掌握的這三種最基本的解題方法才能將其進行綜合運用解題.

解決電磁感應中的能量問題時的基本步驟:第一步,利用法拉第電磁感應定律和楞次定律來確定感應電動勢的大小和方向.第二步,根據題目給出的條件畫出等效電路圖,分析清楚電路圖的結構,確定電流的方向,并且求出回路中電阻消耗的電功率.第三步,分析導體在磁場中的受力情況和每個力做功的大小,利用動能定理或能量守恒定律來得出滿足題目條件的方程,進而求解.

總而言之,電磁感應是高中物理教學中的非常重點的教學內容,并且在高考中所占的分值非常大.在開展教學的過程中,教師應該發揮好自己的主導作用,要能夠培養學生的學習能力和解題能力,讓學生掌握基本的解題思路和方法,積極的對題目和知識點進行思考,并且通過完整的學習過程熟練的掌握和運用所學知識.