對于高中物理三個易混淆知識點探析

時琳珺

摘 要：在高中物理的學(xué)習(xí)過程中，由于對教材知識理解得不透徹或者受到能力等各個方面的限制和約束，對于有些物理規(guī)律和物理知識點的認(rèn)識會產(chǎn)生一定的混淆和錯誤的認(rèn)識。就對于高中物理知識中三個易混淆的知識點進行分析和探討。

關(guān)鍵詞：高中物理；易混淆；萬有引力；向心力

一、萬有引力公式與向心力公式中的r混淆

嚴(yán)格來說，萬有引力公式中的r代表的是距離，而向心力公式中的r則代表的是曲率半徑，也就是我們一般意義上的半徑。高中物理知識中的雙星系統(tǒng)能夠較好地區(qū)別開兩者的差距，其中萬有引力中的r指的是具體間距數(shù)值，但是向心力中的r則表示的是星體在進行圓周運動時產(chǎn)生的半徑數(shù)值。其實在課本其他章節(jié)的物理知識中也會經(jīng)常碰到此類問題。

很多同學(xué)一般都認(rèn)為橢圓運動的衛(wèi)星在近地點與遠(yuǎn)地點的曲率半徑大不相同。事實上，做橢圓運動的衛(wèi)星在近地點和遠(yuǎn)地點的軌道曲率半徑數(shù)值大小是一樣的。

我們知道萬有引力公式為F= ，向心力公式為F向= ，假設(shè)兩者都等于R的話，那么在近地點時則可以得出G =m ，在遠(yuǎn)地點時就是G =m ，那么兩式相比可以得到 = ，因此vb= ，由此可知此時的r并非一般意義上的r。

二、非線性U-I圖像中兩種斜率混淆

在“描述小燈泡的伏安特曲線”實驗中，伏安特曲線的走向如圖1所示。通過圖示，我們可以觀察到燈泡電阻的變化狀況和趨勢，以及燈泡在某一電壓數(shù)值下的電阻的具體情況，都可以根據(jù)曲線的切線斜率分析出來。

我們在做題時，看到這條曲線的走勢，總是會認(rèn)為燈泡的電阻應(yīng)該是由圖所示隨著斜率數(shù)值的提高數(shù)值則是不斷增大的，在某一電壓下工作時的電阻理所當(dāng)然地認(rèn)為此是曲線的斜率值了。其實，這種想法是把曲線的斜率錯誤地當(dāng)成了某一電壓下的工作電阻了。根據(jù)歐姆定律可以知道，由圖可以知道RP= ，也就是說P點時的工作電阻就等于P點和原點連線的斜率。并且，由圖還可以看出，P點的斜率就是KA=tanβ，通過這兩個結(jié)果的比較，我們可以知道不可以將兩者等同。正確的解法應(yīng)該是從圖像的電阻大小來看某一點與原點連線形成的斜率。由此可知，當(dāng)電阻增大時，那么小燈泡在某一電壓下的工作電阻值就等于電壓和當(dāng)時電阻之比。

其實這兩種比下來的結(jié)果和數(shù)值從某一層面來說都是電阻，但是它們的內(nèi)涵卻是不同的。其中RP= 被稱為非線性元件的靜態(tài)電阻，所表示的是導(dǎo)體或者半導(dǎo)體無法順利通過電流的情況。而KA=tanβ則代表動態(tài)電阻，表示導(dǎo)體或者半導(dǎo)體兩端的電壓由于電流的情況不同和產(chǎn)生相應(yīng)改變。我們在高中物理學(xué)習(xí)中主要是靜態(tài)電阻，因此才會對這一知識點產(chǎn)生混淆。

三、自感現(xiàn)象中自感電動勢與電源電動勢大小混淆

在自感現(xiàn)象中，斷電過程中產(chǎn)生的自感電動勢ε相比較電源電動勢而言，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過后者。在對于這一現(xiàn)象的理解過程中，也容易產(chǎn)生誤解，其實主要是被斷電自感試驗所誤導(dǎo)了，如圖所示，當(dāng)開關(guān)斷開時，小燈泡會突然閃一下，然后逐漸熄滅。并且平時我們在進行其他實驗時會發(fā)現(xiàn)，假設(shè)直接在電感支路上強行斷電的話，甚至?xí)霈F(xiàn)火花放電的現(xiàn)象，一不小心還會出現(xiàn)電擊的現(xiàn)象。因此我們可以得出：斷電時的自感電動勢ε數(shù)值很大。

事實上我們通過嘗試知道，小燈泡能否閃亮主要與自感線圈L的直流電阻與燈泡的電阻大小有著直接的關(guān)系，假設(shè)電路十分的穩(wěn)定，那么當(dāng)自感線圈的電流I1超過燈泡電阻I2的數(shù)值大小時，開關(guān)S斷開的瞬間燈泡會出現(xiàn)閃亮，這也只能說明S斷開的瞬間，通過燈泡的電流大于電路穩(wěn)定時通過燈泡的電流大小，但是卻無法解釋自感線圈產(chǎn)生的電動勢ε遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電源電動勢E。由于其大小并不總是保持在一個過高的數(shù)值，因此它的大小與跟電感并聯(lián)的支路中的電阻R息息相關(guān)，比如圖中電燈泡的電阻。當(dāng)并聯(lián)支路中的電阻R數(shù)值很小時，自感電動勢ε雖然會超過電源電動勢E，但是二者差距不會太大，在R=0時（比如短路時），自感電動勢ε=E。因此，不能由此斷定在斷電過程中線圈的自感電動勢ε一定很大。

這就好比一輛正在高速行駛的汽車，在遇到一堵墻時，沒有機會進行任何緩沖的情況下，汽車就會受到墻體的過度擠壓。如果汽車雖然受到墻體阻礙，但是卻有很長時間進行緩沖，那么汽車受到的擠壓也會小得多。同樣，假設(shè)上圖中的燈泡電阻很大例如斷路時的情況下，相當(dāng)于沒有電磁進行緩沖，那么自感線圈產(chǎn)生的電壓就如同汽車受到很大的擠壓力一樣。當(dāng)燈泡電阻較小時，則會給電磁釋放更多的緩沖時間，則自感線圈產(chǎn)生的電壓也會變小，就好像汽車受到的擠壓力很小一樣。很多同學(xué)對自感現(xiàn)象的理解也會產(chǎn)生錯誤認(rèn)識。

在我們高中物理知識學(xué)習(xí)的過程中，會在很多知識點上出現(xiàn)易混淆易錯等情況，這就需要我們平時加深對于各種物理含義的理解，在做題時認(rèn)真審清題干所說內(nèi)容，再仔細(xì)加之類比和區(qū)分，才能夠盡量避免出現(xiàn)理解偏差，才能更好地去學(xué)好物理。

參考文獻：

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[2]郭長江.新課程物理教與學(xué)[M].福建教育出版社，2005.

編輯 謝尾合