理清思路選好方法

岳亮

（漳縣第一中學 甘肅 定西 748300）

摘 要：帶電粒子在電場、磁場中的運動以及金屬棒在磁場中運動是中學物理中的重點內容，這類問題對空間想象能力、分析綜合能力、應用數學知識處理物理問題的能力有較高的要求，是考查考生多項能力極好的載體，因此歷來是高考的熱點。

關鍵詞：電磁學；思路；方法

電磁學問題一般是以解答題的形式出現在高考理綜試題中，它有如下特點。

首先，綜合的知識多一半是三個以上知識點融匯于一體。可以滲透磁場安培力和洛倫磁力、閉合電路歐姆定律、電功、電功率、動能定理、能量轉化與守恒定律、牛頓定律、運動學公式，力學平衡等多個知識點。

其次，數學技能要求高解題時布列的物理方程多，需要等量代換，有時用到待定系數法；研究的物理量是時間、位移或其他相關物理量的函數時，要用到平面幾何知識或通過解析式進行分析討論；當研究的物理量出現極值、臨界值，可能涉及三角函數，也有用到判別式、不等式性質等。

第三，難易設計有梯度。雖說電磁混合題有難度，但并不是一竿子難到底，讓你望題生畏，而是先易后難。通常情況下的第（1）、（2）問，估計絕大多數考生還是有能力和信心完成的，所以，絕對不能全部放棄。

電磁題綜合這么多知識點，又能清晰地呈現物理情境。其中，物理問題的發生、變化、發展的全過程，正是我們研究問題的思路要沿襲的。我們如何正確地解答電磁學問題呢？

分析物理過程根據題設條件，設問所求，把問題的全過程分解為幾個與答題有直接關系的子過程，使復雜問題化為簡單。有時電磁混合題的設問前后呼應，即前問對后問有作用，這樣子過程中某個結論成為銜接兩個設問的紐帶；也有的題設問彼此獨立，即前問不影響后問，那就細致地把該子過程分析解答完整。分析過程，看清設問間關系才能使解答胸有成竹。

分析原因與結果針對每一道電磁題，無論從整體還是局部考慮，物理過程都包含有原因與結果。所以，分析原因與結果成為解題的必經之路。譬如：引起電磁感應現象的原因，是導體棒切割磁感線、還是穿過回路的磁通量發生變化，或者兩者同時作用。導體棒切割磁感線，是受外力作用（恒力、變力），還是具有初速度。正是原因不同、研究問題所選用的物理規律就不同，進而，我們結合題意分析這些原因導致怎樣的結果。針對題目需要我們回答的問題，不外乎從受力情況、運動狀態、能量轉化等方面著手研究，最終得出題目要求的結果。

對于已知條件是數據的電磁題，也可以采用分步計算求相關物理量數值。不過，要明確所求的值對下一步解答有何作用，是否是承上啟下的銜接點，還是平行關系的插入點。注意下面新列的方程中應該用到它。

對于有論述說理要求的電磁題，既可以直面進入分析推理，也可以用假設的方法，從問題的側面或反面推理判斷。對局部子過程倒可以結合問題實際，運用巧妙建模、整體分析、應用對稱、逆向思維、等效代換、運用圖像等靈活多樣的解題方法。

例如：“在寬度分別為l1和l2的兩個毗鄰的條形區域中分別有勻強磁場和勻強電場，磁場方向垂直于紙面向里，電場方向與電、磁場分界線平行向右。一帶正電荷的粒子以速率v從磁場區域上邊界的P點斜射入磁場，然后以垂直于電、磁場分界線的方向進入電場，最后從電場邊界上的Q點射出。已知PQ垂直于電場方向，粒子軌跡與電、磁場分界線的交點到PQ的距離為d，不計重力，求電場強度與磁感應強度大小之比及粒子在磁場與電場中運動時間之比。

解析：粒子在磁場中做勻速圓周運動，軌跡如下圖：由于粒子在分界線處的速度與分界線垂直，圓心O應在分界線上，OP長度即為粒子運動的圓弧半徑R，由幾何關系得：

R2=l+（R-d）2 ①

設粒子的帶電荷量和質量分別為q和m，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得

qvB=. ②

設P′為虛線與分界線的交點，∠POP′=α，則粒子在磁場中的運動時間為：

t1=. ③

式中sinα=. ④

粒子進入電場后做類平拋運動.某初速度為v，方向垂直于電場，設粒子加速度大小為a，由牛頓第二定律得

qE=ma. ⑤

由運動學公式有

d=at. ⑥

l2=vt2. ⑦

式中t2是粒子在電場中運動的時間，由①②⑤⑥⑦式得

=v ⑧

由①③④⑦式得

=arcsin ⑨

總之，方法因題而論，靈活應對，不能機械模仿。但熟練掌握電磁學問題在高考題中的處理方法，會對做其他解答題起到舉一反三、觸類旁通的作用。