分析高中物理電學(xué)和磁學(xué)的解題方法

高中物理電學(xué)和磁學(xué)問(wèn)題，對(duì)于同學(xué)們來(lái)講難度較大。如何提高求解涉及這一內(nèi)容問(wèn)題的效果，提高學(xué)習(xí)能力，是同學(xué)們必須面對(duì)的問(wèn)題。下面就高中物理電學(xué)和磁學(xué)的解題方法進(jìn)行分析。

1.圖像法

圖像法是解決電學(xué)和磁學(xué)問(wèn)題比較常見(jiàn)的方法之一，也是提高解題效果的有效手段。應(yīng)用圖像法進(jìn)行解題，可以將問(wèn)題條件或要求直觀地呈現(xiàn)出來(lái)，提高解題的效果。

例如，如圖1所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩條平行金屬導(dǎo)軌，金屬導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng)，電阻R和電容C分別連在兩條金屬導(dǎo)軌上，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直。導(dǎo)體桿ab放置在金屬導(dǎo)軌上，其電阻為r。在拉力的作用下導(dǎo)體桿勻速向右運(yùn)動(dòng)，已知速度為v。忽略導(dǎo)軌的電阻，以及導(dǎo)815289d8d4c2f85d902e9917bfa4ab1f體桿與導(dǎo)軌之間的摩擦，求電阻R中的電流、拉力的功率、電容器極板所帶的電荷量。

解決這一問(wèn)題時(shí)，同學(xué)們可以先從圖像人手，再結(jié)合定義與公式，根據(jù)已知條件進(jìn)行計(jì)算，最終確定答案。如電阻R中電流的求解：根據(jù)題意可知，導(dǎo)體桿做勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電路穩(wěn)定后，電容器的電壓不變，導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv，電阻R中的電流

2.等效替代法

等效替代就是將復(fù)雜、抽象的物理過(guò)程通過(guò)等效變換轉(zhuǎn)換成簡(jiǎn)單、直接的物理過(guò)程。在電學(xué)和磁學(xué)問(wèn)題中，等效代替法多用于復(fù)雜電路問(wèn)題的處理，通過(guò)對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的分析找出關(guān)鍵因素，通過(guò)等效變換明確解題思路。

例如，如圖2所示，R1是電阻箱，R2為滑動(dòng)變阻器。為了測(cè)電阻Rx的阻值，閉合開(kāi)關(guān)S2，先將開(kāi)關(guān)S1撥向1，調(diào)節(jié)R2，使電流表有一適當(dāng)?shù)闹挡⒂浵缕渥x數(shù)I1，然后將開(kāi)關(guān)S1撥向2，保持____ 的值不變，調(diào)節(jié)____ ，直到使電流表的示數(shù)等于I1時(shí)，電阻Rx的值就等于電阻箱Ri的讀數(shù)。

解答這一問(wèn)題可以采用等效替代法分析處理，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1接1時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2，使得電流表處于表盤(pán)中間位置附近;當(dāng)開(kāi)關(guān)S1接2時(shí)，保持滑動(dòng)變阻器R2滑片位置不動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)變阻箱R1，使得電流表讀數(shù)為I1，此時(shí)變阻箱的電阻即為待測(cè)電阻Rx的阻值。

3.對(duì)稱法

高中物理電學(xué)和磁學(xué)中有很多問(wèn)題都可以利用對(duì)稱法快速、準(zhǔn)確地求解，比如對(duì)稱電路、電場(chǎng)強(qiáng)度、帶電粒子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等。

例如，在半徑為R的圓柱形區(qū)域內(nèi)，存在與圓柱軸線平行的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一根長(zhǎng)為√3R的金屬棒MN與磁場(chǎng)方向垂直放置，金屬棒的M、N兩端位于圓形磁場(chǎng)的邊界上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t勻速變化，變化率為△B/△t=k，求金屬棒MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。

解答這一問(wèn)題時(shí)，可以先采用對(duì)稱法畫(huà)出平面圖，構(gòu)建一個(gè)對(duì)稱點(diǎn)，然后計(jì)算金屬棒MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

總而言之，在電學(xué)和磁學(xué)問(wèn)題中，合理采用圖像法、對(duì)稱法、等效替代法，可以快速解決問(wèn)題，得到正確答案。同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)時(shí)，應(yīng)總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)對(duì)解決問(wèn)題方法的探究，并能靈活運(yùn)用，逐步提高解決問(wèn)題的能力。

作者單位：新疆哈密市第二中學(xué)