高二物理電磁學解題方法的思考與總結

摘 要：電磁現象是自然界中普遍存在的一種現象，同樣，電磁學也是我們在高中物理學習中的重要內容。問題通常是電磁學知識有效載體，但是由于電磁學部分的知識大都較為抽象，這給我們的學習帶來一定的困難，在一些題型的解答上常常感到無從下手，因此掌握電磁學解題方法和技巧顯得尤為重要。本文從直觀圖像法、守恒轉換法和等效代替法三方面出發，歸納和總結了高二物理電磁學的解題方法，以期為更多的高中生提供有益的經驗借鑒。

關鍵詞：高二物理；電磁學；解題方法；思考總結

關于高中物理中的電磁學內容，主要包括電流現象、電磁輻射、電磁場、以電磁運用規律解釋的電能與動能、勢能等，這些知識都是遵循電磁學的本質規律進行變化和轉換的，而力和能是電磁學問題的解決途徑。因此，只要我們能夠理解電磁學的本質規律，掌握電磁學科學的解題方法和技巧，就可以靈活應對和解決各種電磁學問題。下面，我將根據自己的學習和實踐經驗，談一談高二物理中電磁學的解題方法與技巧。

一、 直觀圖像法，由抽象變形象

電磁學知識具有一定的抽象性，我們在理解起來較為困難，而直觀圖象法能夠借助一個或者幾個幾何圖形，并借助圖形中的幾何關系將電磁學問題表述出來，從而使得問題由抽象變形象，由抽象變具體，從而實現思維的有效轉化，做到快速解題。所以，在我們解決電磁問題時，可以根據電磁學知識的基本內容和題目特點，充分利用直觀圖像法進行問題的有效轉化，簡單畫出與題目相關的幾何圖形，然后從圖形中找出題目的突破點，進行求解。這樣便可以明顯降低解題的難度。例如，在解決一些帶有實驗性的問題時，我會利用學習平板在網絡上來尋找類似于該題型的直觀圖像，通過圖像分析來尋求解題思路。

二、 守恒轉化法，實現思路轉換

守恒轉換指是按照能量守恒、質量守恒以及電荷守恒等守恒規律將復雜狀態的問題轉化為間接求解的問題，運用守恒規律能夠有效實現電磁學問題的簡化，是解決電磁學問題的有效方式和重要途徑。所以說，我們在遇到較為復雜的電磁學難題時，尋求題目之中的各種條件，巧妙地運用能量守恒、質量守恒以及電荷守恒等守恒規律實現問題的有效轉換，從而在問題的有效簡化下引導我們解題思路的轉換，用更加簡單、間接、迂回的思維看待電磁學問題，進而提升我們解題的效率和準確率。

例如，以“光滑導軌EF、GH等高平行放置，EG間寬度為FH間寬度的3倍，導軌右側水平且處于豎直向上的勻強電磁場中，左側呈弧形升高。ab、cd是質量均勻為m的金屬棒，現讓ab從離水平軌道h高處由靜止下滑，設導軌足夠長。試求ab、cd兩金屬棒的最終速度。”這道題為例，首先我結合題干進行分析，發現如果按照已知條件進行計算，那么解題會十分繁瑣。所以，我嘗試換了一種解題思路對這道題進行分析，ab下滑進入磁場后切割磁感線，在abcd電路中產生感應電流，ab、cd各受不同的磁場力作用而分別作變減速、變加速運動，電路中感應電流逐漸減小，當感應電流為零時，ab、cd不再受磁場力作用，各自以不同的速度勻速滑動，整個過程中，系統內機械能轉化為電能再轉化為內能，總能量守恒，再由動量定理聯立題干中的已知內容，解得：Vab=（1/10）2gh，Vcd=（3/10）2gh。

三、 等效代替法，使問題簡單化

等效代替法指的是將電磁學問題中較為復雜、陌生的元素代替為我們所熟悉的元素，從而使解題思路更加清晰明了。所以，我們在解決電磁學問題的過程中，如果遇到了陌生的物理元素、物理規律和公式等，可以思考與其相關的元素，從而找到這兩個元素的相同之處，這樣就可以將在簡單問題上使用的解題思路和方法同步應用到復雜問題上，從而整個復雜的電磁學問題簡單化，解題思路更加清晰，更好更快地抓住解題核心要點。

例如，以“用密度為D、電阻率為ρ的導線做正方形線框，從靜止開始沿豎直平面自由下落，線框經過方向垂直紙面、磁感應強度為B的勻強磁場，且磁場區域高度等于線框一邊之長。為了使線框通過磁場區域的速度恒定，求線框開始下落的高度h。”這道題為例，通過閱讀這道題，我了解到線框勻速通過磁場的條件是受到的豎直向上的安培力與重力平衡，即為F安=mg，所以我決定采用等效代替法，使問題簡單化，首先我設線框每邊長為L，根據線框進入磁場的速度為v=2gh，則安培力可表達為F安=BIL=BBLvR=B2L2R2gh，然后在設導線橫截面積為S，其質量為：m=4LSD，其電阻為：R=ρ4L/S，最后聯立上述表達式得：h=128D2ρ2g/B。

總之，電磁學是我們在高中物理學習的重要內容，是我們學好物理的關鍵因素。因此，我們必須要充分重視電磁學知識的學習方法和解題思路的掌握，并在學習和練習過程中完成對解題思路和方法的思考與歸納，從而掌握直觀圖像法、守恒轉換法和等效代替法等電磁學解題方法，根據不同的題型采取不同的辦法，做到心中有數，有的放矢，使電磁學解題方法成為我們學好電磁學、學好物理的重要武器。

參考文獻：

[1]強健韜.高中物理力學解題中對整體法的運用[J].知識文庫，2018.

[2]姜皓.高中物理電場解題的基本方法[J].數理化解題研究，2018.

作者簡介：

舒捷安，江蘇省宿遷市，江蘇省沭陽高級中學。