重視基本知識點(diǎn) 學(xué)好物理電磁學(xué)

江榮勛

摘 要：電磁學(xué)是高中物理極為重要的一部分，主要包括電場、磁場、電磁感應(yīng)、恒定電流、交變電流、電磁波等等，內(nèi)容龐雜，很多概念非常抽象，對學(xué)生的抽象思維能力要求較高，學(xué)生普遍反映難度很大。要想使學(xué)生學(xué)好物理電磁學(xué)重視基本知識點(diǎn)的教學(xué)是關(guān)鍵，教師應(yīng)深度挖掘電磁學(xué)基本知識點(diǎn)，注重知識點(diǎn)之間的聯(lián)系與區(qū)別，重視初中已學(xué)知識點(diǎn)的拓展延伸。

關(guān)鍵詞：高中物理 電磁學(xué) 基本知識點(diǎn)

電磁學(xué)是高中物理極為重要的一部分，主要包括電場、磁場、電磁感應(yīng)、恒定電流、交變電流、電磁波等等，內(nèi)容龐雜，很多概念非常抽象，對學(xué)生的抽象思維能力要求較高，學(xué)生普遍反映難度很大。那么教師應(yīng)該怎樣引導(dǎo)學(xué)生學(xué)好電磁學(xué)呢？在多年的教學(xué)過程中，筆者深刻感受到重視基本知識點(diǎn)的教學(xué)是關(guān)鍵，重點(diǎn)應(yīng)抓好以下三個方面。

一、深度挖掘電磁學(xué)基本知識點(diǎn)

很多重要的基本知識點(diǎn)，只有深度挖掘，做到深入透徹的理解，而非一知半解，才能避免在遇到實(shí)際問題時盲目地套用公式，出現(xiàn)錯誤。

比如庫侖定律就是在電磁學(xué)部分遇到的第一個重要知識點(diǎn)，書本中是這樣描述庫侖定律的：真空中兩個靜止的點(diǎn)電荷之間的作用力與這兩個電荷的電荷量的乘積成正比，與這兩個電荷的距離的平方成反比，作用力的方向沿著這兩個電荷的連線。很多學(xué)生就只注意到庫侖定律中關(guān)于力的大小特點(diǎn)的描述，而往往忽略了這句話中隱含的重要信息，即三個適用條件：（1）“真空”，即兩個電荷要處于真空中或者空氣中；（2）“靜止”，即兩個電荷要處于靜止?fàn)顟B(tài)；（3）“點(diǎn)電荷”，點(diǎn)電荷是一種典型的物理模型，兩個電荷間的距離遠(yuǎn)大于電荷自身的大小時電荷才可以看成是點(diǎn)電荷，也就是說當(dāng)兩個帶電體相距很近的時候庫侖定律是不適用的。

在電磁感應(yīng)部分最重要的知識點(diǎn)就是楞次定律，書本中是這樣描述楞次定律的：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。我們不妨把引起感應(yīng)電流的磁通量稱為原磁通量，那么我們就可以把楞次定律簡單地表述為：感應(yīng)電流總是阻礙原磁通量的變化。可見楞次定律中最為關(guān)鍵的字眼就是“阻礙”，但是很多學(xué)生往往搞不清楚阻礙的是什么？怎么阻礙？阻礙的不是原磁通量，而是原磁通量的變化。所以我們首先要分析清楚原磁通量的方向及變化情況，然后根據(jù)阻礙關(guān)系就能分析出感應(yīng)電流的磁場的方向，最后根據(jù)右手螺旋定則得出感應(yīng)電流的方向。

二、注重知識點(diǎn)之間的聯(lián)系與區(qū)別

雖然電磁學(xué)部分知識點(diǎn)很多，給人的感覺會很亂，但是我們仔細(xì)分析就會發(fā)現(xiàn)很多知識點(diǎn)之間還是有著一定聯(lián)系的，把相關(guān)的類似的知識點(diǎn)放在一起分析比較，學(xué)生對知識點(diǎn)的印象就會更深刻，有利于學(xué)生更好地理解。

比如可以把電場和磁場的性質(zhì)、電場線和磁感線的性質(zhì)放在一起比較其聯(lián)系與區(qū)別。電場和磁場雖然我們看不見摸不著，但都是客觀存在的，電場對放入其中的電荷有力的作用，磁場對電流和運(yùn)動電荷也會有力的作用，即電場和磁場都能提供力的作用。但電場線和磁感線都是為了方便描述電場和磁場而人為假想出來的，不是真實(shí)存在的，其指向都有著一定的特點(diǎn)，其切線均表示電場或者磁場的方向，其疏密均表示電場和磁場的強(qiáng)弱。區(qū)別之處在于電場線是不閉合的，磁感線是閉合的。還可以把點(diǎn)電荷和質(zhì)點(diǎn)的性質(zhì)放在一起比較，兩者都是理想化的物理模型，現(xiàn)實(shí)生活中并不存在點(diǎn)電荷和質(zhì)點(diǎn)，只有當(dāng)滿足了所需條件時，才能將現(xiàn)實(shí)生活中的電荷和實(shí)際物體看作是點(diǎn)電荷和質(zhì)點(diǎn)。

再比如重力加速度g、電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B也有著很多相似之處。物體在重力場中會受到重力G=mg，在電場中會受到電場力F=Eq，在磁場中會受到磁場力（包括安培力F=BIL和洛倫茲力f=Bqv）。重力加速度g決定于物體所處的重力場、電場強(qiáng)度E決定于電荷所處的電場、磁感應(yīng)強(qiáng)度B決定于電流或者電荷所處的磁場，所以我們就可以說g、E和B這三個量均只決定于場，與其他因素?zé)o關(guān)，所以我們分別用這三個量描述三種場的強(qiáng)弱和方向。

又如重力勢能和電勢能之間也有著很多相似之處。物體在重力場中具有重力勢能，當(dāng)物體在重力場中移動時，重力可能做功也可能不做功，類似的電荷在電場中具有電勢能，當(dāng)電荷在電場中移動時，電場力可能做功也可能不做功。當(dāng)重力或電場力做功時就會引起重力勢能和電勢能的變化，力做正功勢能就減少，力做負(fù)功勢能就增加。故這兩種能的變化均決定于相應(yīng)的力做功的情況。我們還可以進(jìn)一步推廣到動能、機(jī)械能以及今后在熱學(xué)部分將會學(xué)到的分子勢能，我們會發(fā)現(xiàn)，所有的能的變化，都決定于相應(yīng)的力做功的情況。

三、重視初中已學(xué)知識點(diǎn)的拓展延伸

有些知識點(diǎn)難度不大，但由于學(xué)生在初中時已經(jīng)接觸過，學(xué)生在遇到這部分知識點(diǎn)時就會比較大意，以為自己已經(jīng)掌握了，其實(shí)是一知半解，導(dǎo)致遇到實(shí)際問題時錯漏百出。

比如歐姆定律U=IR，初中時僅涉及純電阻電路，即能量全部被電阻用于產(chǎn)生熱量，即W=Q，W=UIt，Q=I2Rt，故有U=IR，故初中時在電路中歐姆定律均是適用的。但在高中物理中由于會遇到非純電阻電路，此時歐姆定律已經(jīng)不再適用，因為在非純電阻電路中，能量不再全部被電阻用于產(chǎn)生熱量，即W>Q，W=UIt，Q=I2Rt，故有U>IR，所以遇到電路問題時一定要看清楚是否包含電動機(jī)、電風(fēng)扇等非純電阻。

再比如初中時學(xué)生學(xué)過磁體外部的磁場，均是從N極出發(fā)指向S極的，而在高中物理電磁感應(yīng)現(xiàn)象中我們經(jīng)常需要分析磁體內(nèi)部的磁場，磁體內(nèi)部的磁場方向其實(shí)是由S極出發(fā)指向N極的，但由于學(xué)生初中已經(jīng)學(xué)過，先入為主，遇到需要分析磁體內(nèi)部的磁場方向時往往還是經(jīng)常出錯，教師就有必要強(qiáng)調(diào)遇到要分析磁場方向時，一定要看清楚是磁體的哪個位置。

總之，在電磁學(xué)的教學(xué)過程中教師應(yīng)該多思考多研究，重視基本知識點(diǎn)，力求把每一個基本知識點(diǎn)都清晰透徹地呈現(xiàn)給學(xué)生，并注意知識點(diǎn)間的聯(lián)系與區(qū)別，重視對初中已學(xué)知識點(diǎn)的拓展和延伸，必將能引領(lǐng)學(xué)生掌握好電磁學(xué)。