高中物理电磁学解题方法与技巧.docx

浅谈高中物理电磁学学习、解题方法与技巧

电磁学的研究方式：“场”（电场、磁场和电磁场.）和“路”（直流电路、交流电路）；电磁学问题的解决途径：“力”和“能”.电磁场的重要特性是对其中的电荷、运动电荷、电流有力的作用，即带电粒子在电场中受到电场力，运动电荷在磁场中受到洛仑兹力，通电导线在磁场中受到安培力，这些力和重力、弹力、摩擦力一样，都是根据性质命名的力。分析带电物体在场中运动情况时，力的作用效果仍遵从牛顿运动定律、动量定理和动能定理，研究方法还是力学方法。下面我具体的谈电磁学学习方法以及解题方法与技巧。

一、电磁学学习方法

用比值定义物理量若比值为恒量，则反映了物质的某种性质。如：物质的密度ρ、导体的电阻R、电场强度E、电势U、电容C等。

类比如：将电场与重力场、电场强度E与重力场强度(即重力加速度g)、电势能与重力势能、等势面与等高线相类比。其优点是利用已学过的知识去认识有类似特点或规律的未知抽象知识。

运用形象思维如：用电场线和等势面描述电场的性质，帮助理解电场强度和电势等抽象概念，用小磁针和磁感线描述磁场的性质．用安培定则、左手定则描述相关物理量间的关系，提供判定某物理三的方向等。以达到由形象思维上升到抽象思维的境界。

运用等效思想如；借助等效电阻、等效电路简化电路，便于解题。

极端分析法如：研究闭合电路两端点的电压即路端电压、用电键的闭合和断开、变阻器滑片移至两极端、使电路断路和短路等都是运用了极端分析的思想方法。

寻求守恒规律如：能量守恒定律。在纯电阻电路中，电功等于电热。法拉第电磁感应定律和楞次定律反映了在电磁感应现象中的能量转化与守恒规律。

运用图象法研究如：在I－U坐标息中画出金属导体的伏安特性曲线来研究导体的电阻。在U-I坐标系中画出图线来研究路端电压随电流的变化规律，并借助它测算电源电动势E和内阻r。用正弦函数图象描述正孩交流电、振荡电流。

实验检测如：用验电器检测物体上是否带电、带何种电、带多少电，用静电计检测导体间的见势差。用库仑扭秤研究库仑定律，用伏特计测电压，用安培计测电流强度，用欧姆计测电阻等。

观察和实验观察和实验是揭示物理规律的基本方法，物理规律依靠实验来证实。如：奥斯特实验发现了电流的磁场，罗兰实验证实了运动电荷能产生磁场，从而揭示了磁现象的电本质。用电子射线管检验了运动电荷在磁场中受到洛仑兹力的设想。法拉第的电磁感应实验使他的“把磁转变成电”的光辉思想变为现实．赫兹实验证实了电磁波的存在。

二、电磁学解题方法与技巧

1、巧用守恒定律求解

电磁学习题求解常用的守恒定律——动量守恒、能量守恒

等。

例1如图2，电阻为R的矩形导线框 abcd，边长为

ab?l,ad?h,质量为m，自某一高度自由落下，通过一匀强

磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h，线框恰好以恒定速度通过磁场，线框中产生的焦耳热是（不考虑空气阻力）。

解析：根据能量转化和守恒定律，线框以恒定速率通过磁场的过程中，产生的焦耳热等

于线框重力势能的减少量，即Q??E

p

?2mgh.

针对训练1．两根竖直的金属杆连接一电容器C，水平放置的质量为m，长为L的金属棒AB可沿金属杆无摩擦地滑动，如图3。整个系统置于磁感应强度为B的匀强磁场中，电路中的电阻均可忽略。试确定AB棒由静止释放后的运动情况？

2、整体思维

整体思维即选取整个系统作为研究对象，或者把物理过程当成整体来分析求解。

例3一个质量为m，带有电量-q的小物体，可在水平轨道上运动。o端有一与轨道垂直的墙，轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿ox正方向，如图4示，小物体以初

速度v从x

0 0

点沿ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力作用，用f?qE，设小物体

与墙壁碰撞时不损失机械能，且电量保持不变。求它停止前进时的总路程S。

解析：小物体受电场力和摩擦力的作用，运动多次往复，摩擦力的方向随着小物体的往复运动而发生变化。如将小物体的运动化解为一系列的子过程，逐个选用力学规律去分析，则显得相当繁琐，而且数学运算已涉及到数列运算和极限求和。如把物体运动的全过程作为研究对象，则可避开运动过程的具体细节。

小物体最终停在o端，电场力做的总功为qEx。摩擦力做功为-fS，对全过程运用动能

0

定理得qEx

0

fS?0?mv2

0

/2, 所以S?(2qEx

0

?mv2)/2f.

0

针对训练2．图5在场强为E，方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球，电量分别为+2q和-q。两小球用长为l的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O点而处于平