圖像法在處理電磁感應問題方面的優勢及培養學生作用

摘 要：在電磁感應的學習中，對于描述的兩個量之間的關系，不僅可以由公式來進行表示，還可以用圖像或者語言描述來解答電磁感應問題，利用圖像的描述來解決電磁感應方面的問題也被稱為圖像法。在本文中，筆者從電磁感應中圖像問題的歸類分析談起，對圖像法在處理電磁感應問題方面的優勢進行研究，對培養學生的作用進行分析，希望可以給從事這方面教學的教師一些參考和借鑒。

關鍵詞：圖像法 電磁感應 歸類分析 優勢 作用

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0248-02

隨著新課改的實施，對學生進行綜合素質教育成為教育中的重點問題，尤其是在最近幾年的高考理科大綜合學科考試中，有關圖像和圖形的變換試題是一個熱門的出題方向，這種題型可以檢測學生對所學知識運用的靈活性，同時也可以檢測學生的應變能力。物理學科本身就是一門更深層次的科學素養學科，從實驗科學、物理實驗的學習中去收集、處理數據。本文將對圖像法在處理電磁感應問題方面的優勢進行研究，對培養學生的作用進行分析。

1 圖像法處理電磁感應問題的歸類分析

1.1 利用圖像選擇或對照處理電磁感應問題

在電磁感應試題中，有時候會出現多個圖像，需要學生去分析、判斷，對待這樣的問題，可以采用圖像選擇排除法，逐個分析圖像圖像，將錯誤的圖像一一排除，最終選擇確的圖像來解決這個電磁感應問題；還可以采用將圖像進行對照的方式，按照題目要求，在對照后獲得一個正確的電磁感應圖像。解決這樣的問題，關鍵是做好圖像分析功能，分析有關電磁感應的物理過程或對電磁感應狀態的變化特點進行掌握等。

1.2 利用圖像轉換解決電磁感應問題

在進行圖像轉換過程中，必須先找出已知的電磁感應規律或電磁感應過程的圖像，并使用正確的讀取方法對圖像進行提取，利用圖像間的關聯關系就行已知圖像的圖像轉換。

1.3 利用圖像分析解決電磁感應問題

使用定性分析，可以使電磁感應原理清晰的在物理圖像中得到顯示，以水平軸和垂直軸代表電磁感應的量，通過物理概念、公式、定理和定律對電磁感應圖像的物理意義作出準確的分析和判斷；對于定量的電磁感應圖像以及圖像之間的關系，要以搞清電磁感應量和物理量的函數關系為主要目的，并注意電磁感應量的單位轉換，要認真挖掘圖像中的隱含條件，明確的圖表區域，對圖像在某位置的斜率（或絕對值）在垂直軸和水平軸截距線所示的位置進行標示，對圖像的物理意義進行描述。

1.4 利用圖像應用解決電磁感應問題

利用圖像的應用方法來解決電磁感應問題主要是根據題意的輸出之間的關系來確定電磁感應的物理量，利用視覺圖像的抽象表示，對簡單的電磁感應過程之間的幾何關系進行理解，并利用圖像去分析和解決電磁感應的問題。

2 圖像法在處理電磁感應問題方面的優勢

2.1 可運用圖像直接解題

例題分析：一對平行光滑軌道被放置在一個水平面上，兩軌道間距l為0.2 m，電阻R=1.0Ω，有一導體棒被靜止放置在軌道上，和兩個軌道垂直，桿及軌道的電阻可以忽略不計，整個裝置周圍是磁感應強度為B=0.5 T均勻的磁場，磁場方向垂直軌道面向下。沿軌道桿的方向有一個外力F做勻加速運動，測得力F和時間t關系。求桿的質量m和加速度a。

例題分析：導體桿在軌道初速度為零開始做加速直線運動，可以用v表示瞬時速度，t表示時間，則桿切割磁感線產生的感應電動勢為：E=BlV=BLat，

閉合回路中的感應電流為：，

由安培力公式和牛頓第二定律得：F-llB=ma，

得：。

在圖像上取兩點：（0，1）（28，4）代入解方程組得：a=10m/s2，m=0.1 kg。

2.2 圖像還可應用于實驗

電磁感應知識是利用抽象性、復雜性的物理規律將知識有選擇的具體表現出來，直接準確地反映物理量之間的關系，學生可以從電磁感應的圖像中很容易看到物理量之間關聯的關系，從而發現電磁感應的特征和電磁感應的規律。

2.3 應用圖像可以觸發靈感，另辟蹊徑

從整體圖像，可以看到電磁感應的動力學過程清晰顯示，使學生在學習知識時能夠拓展更加清晰的思路，可以增加思維的廣度。電磁感應的許多問題用其他的方法來解決是很困難的，但是用圖像法解決這個問題往往相對簡單。

3 學生應明確的圖像法學習問題

有很多學生使用圖像來解決電磁感應的問題，往往還更容易出錯，究其原因，主要是因為對圖像的認識不夠清晰。所以，想要很好的使用圖像法來來解決電磁感應相關的問題，就必須要從根本上認清以下幾個問題。

（1）物理圖像上的“點”代表什么物理狀態。對“點”進行認真的分析，尤其是對電磁感應知識中的幾個特殊的“點”，要正確去理解其物理意義。這些點主要有截距點、交點、極值點、拐點等。

（2）對于圖像線條以及曲線、切線的斜率通常都會有一個明確的物理意義，在學習中必須要弄清楚這是什么電磁感應，有什么含義。

（3）還要掌握圖像所表示的電磁感應的物理量的大小值，坐標軸所圍的區域那些數值所代表的電磁感應量都是什么。

（4）要能將圖像的形狀結合其斜率找出其中隱藏的物理意義。

4 圖像法對培養學生的作用

4.1 使學生在解題能力上得到提高

高中物理在知識具有更深的深度，電磁感應相關知識就具有代表性。在進行學習的時候，有的學生能理解教師的分析，但是一旦題目發生變化，學生處理起來就有些難度。最主要的原因是學生沒有真正理解題意，對如何進行解題的方法掌握的不足，缺乏對電磁感應相關知識的類比及知識的轉化。這就使學生在學習電磁感應知識的時候，不能找到正確的解題方式去解題，老師也不能找到比較合理的解題方式傳授給學生。更重要的是，通過對同類型的電磁感應試題解答，學生不懂得從相似的題目中找到共同點，去使用同樣的方法解答。而圖像法在電磁感應學習中的應用，可以使學生在解題能力上得到提高。

4.2 激發學生的創新意識，提高學生的綜合能力

圖像法的學習是對電磁感應知識實施的具體和抽象的組合。利用電磁感應知識描述的物理過程動態改變形象，使得在學習電磁感應知識時更直觀、更清晰的描述電磁感應發生的物理過程，學生可以更容易理解電磁感應的視覺印象，可以使學生對電磁感應的性質和物理概念做更多的深入討論，利用圖象法使得電磁感應知識圖像清晰簡化，可以清晰的分析電磁感應的問題。通過圖像法的學習，在學生充分掌握知識的基礎上，進一步拓展了學生對電磁感應知識的理解范圍和深度，有力的將電磁感應知識與其余的物理知識以及其他學科知識有機的結合，激發學生的創新意識，培養創新能力，提高學生的綜合能力。

4.3 應用圖像法學習使學生做到了三會

（1）會識圖：認識圖像，理解圖像的物理意義。

（2）會作圖：依據物理現象、物理過程、物理規律作出圖像，且能對圖像進行變形或轉換。

（3）會用圖：能用圖像分析實驗.用圖像描述復雜的物理過程，用圖像法來解決物理問題.為進一步增強對圖像的認識，對物理知識的學習是大有幫助的。

5 結語

綜上所述，圖像法在處理電磁感應問題方面還是具有很多優勢的，尤其是現代的教育對學生能力的考察不僅僅是單一的知識掌握程度考察，而是對學生的綜合素質進行考察，這也是近幾年高考中綜合素質題越來越多的原因，利用圖像法培養學生解答電磁感應題的能力，使學生的會識圖、會作圖、會用圖，使學生的綜合素質得到提高。

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