談類比法在電磁學教學中的應用

閆華麗

【摘要】中學物理教學中應用類比法去講解概念、規(guī)律，求解習題及進行復習，不僅易于教學，而且可擴展學生的視野、提高分析的綜合遷移能力。

【關鍵詞】類比法 電場 磁場 疊加場 重力場

類比法，就是人們根據(jù)兩個對象之間在某些方面的相同或相似，推論出它們在其他方面也可能相同或相似的一種認識事物的思維方法。 將類比法應用于中學物理教學中，則可把學生所熟悉的知識與陌生的知識相比較，為認識新事物提供線索和方向，以加強知識間的橫向聯(lián)系與溝通，從而達到舉一反三的目的。

學生覺得物理難學，尤其是電磁學部分，更是覺得概念抽象，習題也很難理解。我們在這部分內容的教學中應用類比法去講解概念、規(guī)律，求解習題及進行復習，不僅易于教學，而且可擴展學生的視野、提高分析的綜合遷移能力。

一、電場與重力場

在講授電勢時，將電場和重力場進行類比，找出共同點——電場力和重力做功都與路徑無關。為此，首先引入重力勢能的概念，把一個質量為m1的物體放在高度為h的地方，它具有重力勢能m1gh，把質量為m2、m3……的物體放在高度為h的地方，它們分別具有重力勢能m2gh、m3gh……其勢能值各不相同，但m1gh/m1=m2gh/m2=m3gh/ m3……=gh是一個恒量，我們可以把gh叫做重力勢。其值只決定于重力場中的位置和零點的選擇，與放入重力場中的物體的質量無關。由于學生對重力場知識了解較多，對重力勢容易接受，再用類比法引入電勢的概念，分析它的性質和區(qū)別于重力場的特點，這就化“抽象”為“具體”，使學生對新知識有似曾相識的親近感，深化了教學內容。

二、疊加場與重力場

輕桿與球、輕繩與球兩種模型在重力作用下在豎直平面內做完整圓周運動的條件建立后，學生在學習到帶電小球在電場中特別是疊加場中的圓周運動問題時，往往不能透徹分析。此時，教師如能幫助學生通過等效重力場的角度去思考即將電場和重力場疊加后成為一合力的疊加場G，則學生的思維就不存在障礙了。

例如.如右圖所示，輕繩系一帶正電、重G的小球懸掛在豎直向上的勻強電場中，使小球以懸點O為圓心在豎直平面內作圓周運動，則（）：

A.小球可能作勻速圓周運動B.小球只能作變速圓周運動C.小球經最低點A時，繩子拉力可能最小

D.在小球經最高點B時，繩子拉力一定最小

解析：球受重力G、向上的電場力F及繩的拉力T。將G與F合成為一等效的重力場G后，只需分析球在重力場G中的運動就行了。G可能有三種情況：

①F=G，G=0，球受繩拉力T作用而在豎直平面內做勻速圓周運動，此時T=mv2/L不變。

②F

③F>G，G向上，轉換一下思維角度，球仍作變速圓周運動，在最高點B（G中的“最低點”），速度最大，T最大；最低點A（G中的“最高點”），速度最小，T也最小。

故選A、C。

三、電場與磁場

電場與磁場統(tǒng)稱電磁場，它們間存在著緊密的聯(lián)系，在一定的條件下可以相互轉化。在教學中若采用圖表類比，知識結構、研究方法與教材的理論構思將一目了然。

如：

綜上所述，類比法在物理教學中能起到解釋、啟發(fā)、模擬、辨析的作用，對于培養(yǎng)學生的科學研究能力、創(chuàng)新能力有著很大的幫助，能起到很好的教學效果，能夠有效提高教與學的效率，但是在教學過程中也不可盲目類比，不能把類比的思想隨意擴大化，類比要恰當?shù)轿唬@樣才能最大化地發(fā)揮類比的積極作用。