高中物理電學知識的學習難點及解題技巧

【摘要】物理學科是整個高中階段非常重要的一門學科，對學生綜合能力的提高能產生極其重要的影響。進入高中階段后，物理學科的學習范圍逐步擴大，增加了學習難度。同時，該學科涉及的知識點較多，其中電學知識就是學習的重難點。為了提高學生學習電學知識的效率，文章基于學生學情，對一些易錯考點通過具體題目舉例，用模擬法、等效法、圖象法、極端法等提出一些解題技巧。

【關鍵詞】高中物理；電學知識；技巧；解題技巧

【中圖分類號】G633.7【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2024）24—0125—04

高中階段的電學知識涉及靜電場理論、電流電路分析計算、電磁感應交變電流等相關知識。這部分知識點只有掌握其中的概念和規律，才能真正提高學生的理論和實踐能力。然而，電學知識的內容較多，且應用相當廣泛，并且這部分知識點多、公式多、重難點多、考點多、缺乏趣味性，也使學習的難度相對增加。為了讓學生掌握高中物理電學知識的解題技巧，教師很有必要結合實際情況提出有關的解題技巧，深化物理學科教學改革。

一、高中物理電學學習難點

（一）理論概念復雜

概念知識的學習本來相對簡單，但是高中物理電學知識點概念多且煩瑣、趣味性差，需要學生記憶的公式結論很多，而且公式結論之間還有關聯性，需要掌握以前的知識才能更好地應用所學的內容。這就顯得很多學生學習稍微懈怠，就會出現對基本概念的內容把握不透、理解不足的問題，導致知識點混亂，捋不清、理不順。若基礎概念掌握不扎實，自然無法深度學習電學知識，從而失去學習興趣，更無法更好地學習好這部分知識。此外，學生對基礎知識的掌握不夠，無法靈活使用，問題解決的效率不高，很大程度上增加了學習的難度，導致不能取得理想的成績[1]。

（二）物理過程抽象

整個高中階段所學的物理電學知識抽象性較強，學生缺乏感知認識，又無生活體驗。受到篇幅限制，教材中主要簡單地介紹了相關的概念和定理，無法詳細地給學生介紹物理知識的過程原理。這導致學生在學習電學知識期間，無法根據直觀單純的文字描述去構建物理模型。比如，電場中的電場強度的大小與方向這部分內容，我們無法通過肉眼看到電場，但是其又是真實存在的。結合實際情況可知，部分學生學習這部分知識點時無法直觀地認識電場強度的大小和方向，自然無法全面了解所學的知識。

（三）實驗效果差，實踐解題更困難

物理電學教學期間，實驗是相當重要的一部分內容。但是實際操作比較復雜、還需要掌握很多實驗技巧和注意事項，這就導致實驗效率不高。學生參與實驗的積極性低，還耗費較大的時間與精力，無法高效地解決問題，不利于發展學生的物理思維。但為了促進學生更好地掌握所學的物理知識，又需要讓其在解題中達到預期的目的。加之電學題目類型較多，選擇、實驗填空、計算甚至壓軸題，等等，涉及不同的解題方法和技巧讓學生面對題目無從下手。導致學生無法靈活應用所學的物理知識解決問題。

二、高中物理電學易錯考點的解題技巧

（一）模擬法解題技巧

模擬法這一解題方法主要是化復雜為簡單，對電學問題進行解決的過程中，學生就題目中已知的條件進行分析，讓問題的解決變得更為簡單。這一關鍵點的解決，可以讓抽象復雜的物理問題向常見的物理模型轉變，從而借助電學有關的知識和規律對這一問題進行解決[2]。應用這一方法解決問題的過程中，需要學生認真地審題、分析、再現、建模和運算等。比如，圖1有一個圓弧AB均勻帶電，電荷量為Q，其圓弧與之相對應的圓心角度為240°，若其中圓心O處場強為E0。將其沿對稱軸，切掉一半后剩下AC一半，那么AC在圓心O產生的電場強度是多大？

解析：其中圓弧為特殊對稱的形狀，考慮到學生對這一問題比較熟悉，因此在模型構建的過程中合理利用模擬法。所以，補全圓環是對這一問題進行解決的主要途徑，補全形成完整的圓后，可以分析出圓心處合場強為0，補全部分圓心為120°。按照場強的疊加原理可以求出被補全部分的場強為-E0（等大反向），補全部分恰好是圓弧切掉一半的樣子，就可以準確求出AC這部分的場強也為E0。

（二）等效法解題技巧

電學知識解題的過程中應用等效法也可以將復雜的問題變得簡單。對這一方法進行應用的過程中，對復雜電路要做出等效電路圖，課本中所講的內、外電路的總電阻也指的是等效電阻[3]。比如，在圖2所示的電路中，電池的電動勢E=5V，內電阻r=10Ω，固定電阻R=90Ω，R0是可變電阻，R0由零增加到400Ω的過程中，當R0為何值時，R0消耗功率最大，最大值為多少？

解析：電源內阻為定值時，電源的輸出功率在當外電阻等于內阻時，電源的輸出功率有最大值。但在討論R0的功率時，由于R0不是整個外阻，所以在分析過程中如果把電源與R的串聯等效成一個新電源，R0就為這個新電源的外電阻，而新電源的內阻r’=r+R。

（三）圖象法解題技巧

圖像法指的是以題意為基礎，借助畫圖的方法對解題內容進行把握，將復雜的問題變得更為簡單。比如，2024年高考物理甘肅卷第12題中：精確測量干電池電動勢和內阻需要考慮電流表內阻的影響。可用器材有：電壓表（量程1.5V，內阻約為1.5kΩ）、電流表（量程0.6A）、滑動變阻器、開關、干電池和導線若干。用圖3所示電路測量干電池電動勢和內阻。電壓表讀數、電流表讀數、干電池內阻和電流表內阻分別用U、I、r和RA表示，調節滑動變阻器測得多組電表讀數，作出圖4所示的U-I圖象。則待測干電池電動勢E=__V（保留3位有效數字），內阻r=__Ω（保留1位小數）。

解析：根據閉合電路歐姆定律可得：干電池電動勢E=U+I（r+RA）。

由E=U+I（r+RA），可得：U=E-I（r+RA）

由圖4的U-I圖象斜率與縱截距可得：E= 1.40V。

斜率：r+RA=（1.40-1.00）/0.20Ω

其中：RA=1.0Ω

解得：r=1.0Ω

物理圖象是物理知識的重要組成部分，利用圖象提取物理信息是近年來高考考查的熱點，并且在電學實驗中對圖象的考查尤為突出。那么從圖象中獲取信息就要一看軸二看點三看斜率四看截距五看面積六看漸近線。通過發揮圖象的作用，對相關題意進行表達，且圖象的內涵相當豐富，具有較高的綜合性，適用于對電學有關的問題進行解決，進而更好地解決形、數與意等問題。解題的過程中，可以發揮圖象的作用，深刻地掌握所學的物理問題，簡化解題的過程，確保學生解決問題時始終保持較高的自信。

三、高中物理電學知識易考題型的解題策略

（一）電學選擇題的解題策略

電學是高中物理中很重要的分支，要考查的知識點較多，一道選擇題往往就可以涉及很多的考點，在歷年的高考中必定會有以選擇題型出現的題目。對這類題目要掌握的解題策略是：一是要注意力高度集中地審題，迅速捕捉題目中的關鍵信息；二是要注意題干要求，利用排除法、直接計算法、圖象分析法、類比推理法等作出判讀；三是要及時總結解題過程中使用的方法和技巧，反思解題過程中的思維盲點和錯誤，提高解題能力。

（二）電學實驗題的解題策略

近年來，隨著新課程改革的不斷推進，不管是新高考還是老高考，全國卷還是地方卷都把高中電學實驗作為高考實驗考查的必考內容，且高考中的電學實驗題目可以涉及的知識面廣。出題方式新穎獨特，題目類型千姿百態，除了源自教材的基本題型，還可以對實驗變化、創新、組合和延伸。比如，2024年甘肅省高考物理卷第12題就是一道9分電學實驗考題，該題是精確測量干電池電動勢和內阻需要分別考慮電流表和電壓表內阻的影響所設置的題目，這道題看似源于教材對基本理論的考查，但又有高于教材，側重對理論的應用和拓展[4]。這一類題目的解題策略是：一是要認真審題分析問題，及時標記捕捉題目中的電路關系；二是要理解實驗的基本原理，熟悉實驗的器材，根據題目中的實驗方案、電路特征，分析已知量和未知量的關系；三是要在分析數據時利用數學方法、物理定律選擇合適的公式求解；四是要總結反思解題思路、明晰解題程序，思考實驗中的創新性。學生根據實驗目的結合自己所學的知識和平時積累的方法經驗，從理論到實踐、從數據處理到誤差分析、從操作到綜合應用拓展思路提升能力。

（三）電學計算題的解題策略

1.電磁場類綜合應用問題的解題策略。電磁場類計算題是帶電粒子在勻強電場、磁場或組合場（電場、磁場、重力場依次出現）、疊加場（空間同一區域同時存在兩種以上的場）中的運動，是高考常考的題型。比如，2024年高考甘肅卷的最后一道壓軸題就以質譜儀的原理為情景設置了帶電粒子電磁場中運動的題型[5]。該類題型解題的策略是：一是按照帶電粒子進入不同場的順序分階段研究；二是明確帶電粒子在各場中的受力情況和運動情況；三是作出粒子在不同場中的運動軌跡，做相應的輔助線找到幾何關系，選擇物理公式，列方程求解；四是要明確粒子在場交界位置處的速度大小與方向，因為該速度是聯系前后運動過程的橋梁；五是要總結解題方法，提高綜合分析能力。

2.電磁感應綜合應用問題的解題策略。這類問題一般解題策略是：一是先電后力。先分析“源”——明確電路中由電磁感應所產生的電源，由法拉第電磁感應定律求出電源的兩個參數E和r；二是分析“路”——明確電路結構，弄清串、并聯關系作出等效電路，利用歐姆定律或閉合電路歐姆定律求相應部分的電流大小；三是進行“力”的分析——要確定力學研究對象（如金屬桿、導體線圈等）并對其進行受力分析，尤其注意其所受的安培力[6]；四是進行“運動”狀態的分析——根據力和運動的關系，結合牛頓運動定律判斷出正確的運動模型；五是“能量”的分析——尋找電磁感應過程和力學研究對象的運動過程中能量轉化和守恒的關系。

因此，為了促進學生提高自身的電學知識解題能力，教師要在電學教學活動開展期間發揮實踐的作用，促進學生的認知能力得到進一步強化，拓寬其知識面，讓其高度重視物理學科的學習，使其在學習中提高自身的動手操作能力，讓其在學習中不斷總結經驗教訓，鞏固基礎知識，提高學生對電學基礎知識的掌握，促進學生全面發展。

參考文獻

[1]陳小麗.高中物理電學知識的解題技巧分析[J].數理化解題研究，2024（04）：120-122.

[2]惠曉愛.高中物理電學難點與教學對策[J].山西教育（教學），2020（06）：61-62.

[3]靳朗.物理電學綜合習題的解題思路[J].試題與研究，2020（15）：23-23.

[4]潘師安.高中物理電路知識的學習方法及解題思路分析[J].考試周刊，2019（94）：139-140.

[5]王永剛.高中物理電學知識的學習心得和解題方法[J].當代家庭教育，2019（30）：96.

[6]徐錦瀚.高中物理電學知識的學習心得與解題技巧闡釋[J].物理通報，2019（05）：113-115.

編輯：張昀