高中物理电场10篇

高中物理电场篇1

关键词:场;静电场;电场强度;磁场;磁感应强度;比值法

在高中物理学习中场的概念是一个非常抽象的不易理解的概念之一,我们多采用对比、类比等思想和比值法定义的物理量。下面对电场和磁场作如下介绍。

一、场的简单认识

法拉第提出场的概念,场指物体在空间中的分布情况。场是用空间位置函数来表征的。在物理学中,经常要研究某种物理量在空间的分布和变化规律。如果物理量是标量,那么空间每一点都对应着该物理的一个确定数值,则称此空间为标量场。如电势场、温度场等。如果物理量是矢量,那么空间每一点都存在着它的大小和方向,则称此空间为矢量场。如电场、速度场等。场是一种特殊物质,看不见摸不着,但它确实存在,十分抽象,难于理解。比如引力场(重力场)、电场、磁场等等。

二、静电场(electrostatic field)

静电场是继引力场之后,教学中又一次面临场的问题,电场的概念及其特性的描述一直是教学的难点。

静电场,是指观察者与电荷相对静止时所观察到的电场。它是电荷周围空间存在的一种特殊形态的物质,其基本特征是对置于其中的静止电荷有力的作用。电荷间的作用都是通过电场进行的。场是物质存在的形式之一。

为了表示电场的强弱和方向,电场中引入了一个物理量电场强度,简称场强常用E表示。按照定义,电场中某一点的电场强度的方向可用试探点电荷(正电荷)在该点所受电场力的电场方向来确定;电场强弱可由试探电荷所受的力与试探点电荷带电量的比值确定。实验表明,在电场中某一点,试探点电荷(正电荷)在该点所受电场力与其所带电荷的比值是一个与试探点电荷无关的量。于是以试探点电荷(正电荷)在该点所受电场力的方向为电场方向。

电场强度是个矢量,和以前讲过的加速度、位移等物理量一样,遵循平行四边形定则。电场强度满足叠加原理。试探点电荷应该满足两个条件:(1)它的线度必须小到可以被看作点电荷(理想化的物理模型),以便研究场中每个点的性质;(2)它的电量要足够小,使它不影响场源电荷的电场。电场强度的实用单位为V/m 或N/C。要注意的是,只要有电荷存在就有静电场存在,电场的存在与否是客观的,与是否引入试探点电荷无关。引入试探点电荷只是为了检验电场的存在和讨论电场的性质而已。正像人们使用天平可以称量出物体的质量,如果不用天平去称量物体,物体的质量仍然是客观存在的一样。点电荷如同力学中的质点。

静电场还有一个性质就是能的性质,为了描述能的性质引入电势、电势差等概念。为了形象描述电场物理上引入电场线的概念。电场线不相交、不相切,疏密表示电场的强弱,切线方向代表场强方向。静电场的电场线起于正电荷或无穷远,终止于负电荷或无穷远,说明电场线不闭合。表明静电场中沿任意闭合路径移动电荷,电场力所做的功都为零,与重力做功一样,因此静电力是保守力,静电场是保守场。静电场中有一种理想的场就是匀强电场,电场中各点的电场强度相同。

三、磁场(magnetic field)

简易定义:对放入其中的磁体有磁力的作用的物质叫做磁场,磁体和电流周围都存在磁场,地球周围有地磁场。磁场的基本性质是对放入在其中的磁体和电流有磁场力的作用。磁场的基本性质微观解释是能对其中的运动电荷施加力的作用力(洛伦兹力)。

磁场和电场一样也有强弱和方向,为此引入磁感应强度。

磁感应强度的定义:在匀强磁场中垂直方向放置的通电直导线,所受到的安培力F跟电流强度I和导线长度L的乘积之比,叫做通电导线所在处的磁感应强度。表达式B=F/IL,B只由磁场本身决定,与I,L均无关。在非匀强磁场中只适用于电流元(很短的导线中的电流I和长度L的乘积叫电流元)。磁场中还有一个重要的概念磁通量,所谓磁通量就是通过某一截面积的磁感线总数,用Φ表示,单位为韦伯(Weber),符号是Wb。通过一线圈的磁通的表达式为:Φ=B・S(其中B为磁感应强度,S为垂直磁场方向的面积)1Wb=1T・m2。磁感应强度也可以看成与磁感线方向垂直的单位面积上所通过的磁感线数目,又叫磁感线的密度,也叫磁通密度,单位为特斯拉(T)。

为了形象描述磁场物理上引入磁感线的概念。磁感线:在磁场中画一些曲线,用(虚线或实线表示)使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同(且磁感线互不交叉),这些曲线叫磁感线。磁感线是闭合曲线。规定小磁针静止时北极所指的方向(或北极的受力方向)为磁感线的方向。磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极或传向无穷远处,在磁体内部磁感线从S极到N极。磁感线是为了形象地研究磁场而人为假想的曲线,并不是客观存在于磁场中的真实曲线。但可以根据磁感线的疏密,判断磁性的强弱。磁感线密集,则磁性强,稀疏,则弱。磁场中有一种理想的场就是匀强磁场,磁场中各点的磁感应强度相同。

四、电磁场(electromagnetic field)

电磁场是有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体和总称。随时间变化的电场产生磁场,随时间变化的磁场产生电场,两者互为因果,形成电磁场。电磁场可由变速运动的带电粒子引起,也可由强弱变化的电流引起,不论原因如何,电磁场总是以光速向四周传播,形成电磁波。电磁场是电磁作用的媒递物,具有能量和动量,是物质存在的一种形式。电磁场的性质、特征及其运动变化规律由麦克斯韦方程组确定。(高中物理对这部分内容要求不高)

高中物理电场篇2

磁场变化ΔB、感生电动势E、感生电场

E感、左手定则.

高中物理中,我们在判断感生电场方向时,首先根据原磁场方向和强弱变化的情况,利用楞次定律确定感应磁场的方向,然后利用右手定则确定感生电场的方向.可是我们由麦克斯韦理论知道:“均匀变化的磁场产生稳定的电场,稳定的电场不会再产生感应磁场.”所以高中某些问题中要求我们判断均匀变化的磁场所产生的感生电场方向时,我们再利用楞次定律来判断,笔者认为有些不妥.那么对于无论怎样变化的磁场我们可不可以避开判断感应磁场方向来直接判断其所产生感生电场方向呢?其实在高中物理教学中,笔者认为可以用左手螺旋定则确定感生电场的方向,恰当的运用大学物理来进一步理解感生电场,这样有助于高中生对于高中物理与大学物理的衔接,有助于学生更准确更系统地认识感生电场.

一、感生电场大小的计算

***1

如***1所示:设有一闭合导体回路,取一与呈右手螺旋关系的绕行方向L(为简化问题,应选取与B的方向相同).纽曼、韦伯在对理论和大量试验资料进行严格分析后,先后指出:通过导体回路的磁通量发生变化时,回路中产生的感应电动势E与穿过这一回路磁通量的时间变化率成正比.这个规律后人称之为法拉第电磁感应定律,为了确保求出的感生电动势方向与用楞次定律判断的方向一致,表达式应写为:

E=-ΔΦΔt

=-ΔBΔtS

(1)

由(1)式得:当ΔB

>0,表示感生电动势的方向(即感应电流的方向)与绕行方向L相同;当 (即B增加),E

据高中物理教材分析,产生感生电动势的非静电力是感生电场力,即感生电场E感就是产生感生电动势的非静电性场强,应有:

E=E感L (2)

结合(1)(2)可得求感生电场大小的方法:

E感L=ΔBΔtS (3)

二、感生电场方向的判断

因为电动势的方向与正电荷所受到的非静电力的方向相同,而正电荷受力方向与感生电场方向一致,所以感生电场的方向与感生电动势方向一致.在一般情况下,我们该如何根据磁场的变化方向(即ΔB的方向)直接确定E感的方向呢?

①如***2所示:当B增加时,ΔB与B同向,由(1)式知E

E感的方向)与回路L的绕行方向相反.

***2 ***3

②如***3所示:当减小时时, 与B反向,由(1)式知E>0,即E的方向( 的方向)与回路L的绕行方向相同.

所以,ΔB与

E感的方向之间符合左手螺旋定则,所以E感是左旋场.

左手定则:伸出左手,让大拇指指向ΔB方向,那么此时四指所弯曲的方向即为感生电场的方向.因此在高中物理教学中,我们在知道磁场方向和强弱变化情况时,可先判断ΔB的方向,然后利用左手螺旋定则直接判断感生电场的方向.

在教学过程中有很多同学问:我们学过的静电场、电流的磁场和感生电场有什么区分呢?通过以前的学习我们知道静电场是由静止的电荷激发所产生且电场线是由正电荷指向负电荷(不闭合)的一种场,所以静电场是有源无旋场;电流的磁场是由电流所产生且磁感线是闭合的一种场,所以它是有源有旋场而且是右旋场(右手定则判断);本文分析的感生电场是一种由变化的磁场所产生且电场线是闭合的一种场,所以它是一种无源有旋场而且是左旋场.笔者认为,通过本文的分析,一定程度上有助于高中生对感生电场的进一步理解和系统性掌握,也有利于他们更加清楚的认识静电场、电流的磁场和感生电场的区别,有助于他们对高中物理和大学物理的衔接.

三、简单应用

例3 如***3所示,螺线管半径为R,内部磁场B方向垂直于直面向里且在管内空间均匀分布.如果B以恒定的速率ΔB/Δt=k增加,求管内、外的感生电场.

***3

解: 感生电场线的形状是在螺线管轴截面上的一个个同心圆周,与螺旋管中心轴线同轴的圆柱面上各点的

E感大小相等,取半径为r的同心圆为闭合回路如***3,

(1)当r≤R时:

E感L=-ΔBΔts, 即

2πRE感=-kπr2,所以E感=-kr2.

(2)当r≥R时:E感L=-ΔBΔtS,即

高中物理电场篇3

物理定律和公式都是从概念出发,利用科学实验与逻辑推理建立起来的,这些物理定律和公式反映了物理现象中各类概念间的内在联系.作为物理知识结构的基础,物理概念是物理现象抽象化和概括化的思维形式,它的正确形成是掌握和应用物理规律的前提.因此,物理概念教学在高中教学中具有重要的地位,通过概念教学可以让学生在知识与能力上获得提升.本文以“电场强度”课堂教学为例,利用若干教学片段,对新课程背景下高中物理概念教学方法做了初步的尝试.

1 创设教学情境 激发学生兴趣

美国教育家哈曼说过:“那些不设法勾起学生求知欲望的教学,正如同锤打一块冰冷的生铁.”有效的教学情境可以让学生处于一种“心欲求而不能”的状态之中,强烈的求知欲望自然会激发出学生求学的兴趣.

教学片段1 魔术导入,激发兴趣.

视频播放:悬空的纸币.

师:悬空的纸币有没有受到力的作用?它与其他物体接触了吗?

生:有力的作用,但没有与其他物体接触.

师:那么纸币又是如何悬空的呢?

教学感悟:“场”既看不见也摸不着,场的认识对学生抽象思维的要求非常高.利用一段魔术视频导入新课,让学生感觉到物理是有趣的,进而激发出学生浓厚的学习热情.

2 由类比到感知 形成物理概念

开普勒说过:“我重视类比胜于任何别的东西,它是我最可信赖的老师,它能揭示自然界的秘密.”通过类比的方法,可以将抽象的事物变得直观形象化,有利于学生掌握物理知识,有利于发展学生智力,有利于培养学生能力.

教学片段2 借助类比,感知电场.

师:谁能举出一些不接触但存在着相互作用的例子吗?

生:磁铁间的相互吸引.

师:为什么不接触的磁铁间会有相互作用?

生:因为磁场的存在.

师:如***1,磁铁B是如何与磁铁A发生相互作用的?

生:在磁铁A的周围存在磁场,当磁铁B处于A的磁场中时,A通过磁场对B产生了磁力的作用.

师:可见,磁场的基本特性是对放入其中的磁体有力的作用.上一节课我们学习了库仑定律,知道两个不直接接触的电荷间也存在相互作用,大胆猜测一下这又是什么原因?

生:电荷周围存在电场.

师:如***2,电荷B是如何受到电荷A对其静电力作用的?

生:在电荷A的周围存在电场,当电荷B处于A的电场中时,A通过电场对B施加了电场力的作用.

教师小结:大家的猜想非常正确,近代物理实验和理论都已证实,无论是磁场还是电场,它们作为一类看不见也摸不着的物质真实存在于我们的日常生活中,这就是场.

教学感悟:运用类比的思想,通过熟悉的磁场概念引出陌生的电场概念,由已知的磁场基本特性及研究方法获得未知的电场基本特性及研究方法,这样的类比教学方法可以给学生启发思路、提供线索,帮助学生更加有效的形成电场概念.

3 演示定性实验 初探电场性质

实验是物理学的基础,是检验物理理论的标准.演示实验则是为了配合教学内容由教师操作表演示范的实验.在建立概念的高中物理课堂教学中,演示实验不仅是深受学生喜爱的实验形式,同时也是教师施展教学艺术的独特方法.

教学片段3 演示探究,观察现象.

演示实验:如***3,教师演示带电小球在带电金属导体球周围不同位置的受力情况(录制实验视频).

师:当带电小球慢慢靠近金属导体球时,观察到什么现象?说明什么?

生:悬线张角变大,说明带电小球受到的电场力变大.

师:这说明在不同位置电场的强弱不同.

教学感悟:(1)演示实验可以化抽象为具体,变枯燥为生动,将所要研究的物理现象清楚地呈现给学生;(2)由于电学实验受天气、环境等影响较大,课前在准备实验器材的同时,事先录制好一段相应的视频,做好两手准备.

4 从定性到定量 描述电场强弱

在研究物理的过程中,若只能对物理现象、概念和规律进行定性的描述,意味着还停留在对物理的初步感知阶段.作为一门精密的自然科学,只有将物理概念、规律定量的表示出来,才能真正实现对物理的感悟,才能使感性思维发展提升为理性思维.

教学片段4 合作探究,寻找规律.

师:如***4,场源电荷电量Q=+8.0×10-8 C,A、B两点距离场源电荷分别为0.2 m、0.6 m,若将三种试探电荷分别置于A、B两点,请将试探电荷所受电场力的大小填入表1中.

师:空间某点处的电场强弱可以用试探电荷所受电场力来表征吗?为什么?

生:不行.不同的试探电荷在同一点所受电场力并不相同.

师:那么我们该用什么物理量来描述电场的强弱呢?请相互合作,探究表格中数据的规律.

学生分组合作探究.

师:找出什么规律了吗?能不能找到描述电场强弱的物理量?

生:在电场中的同一点,试探电荷所受的电场力与电量的比值不变;在电场中的不同点,这一比值不同.因此,可以用这一比值来描述电场的强弱.

教学感悟:为了让学生自主探究获得描述电场强弱的物理量,引导学生利用表格***思考、明确分工、协调合作,尝试自己找出规律.学生的心目中顺其自然就形成了电场强度的概念,并对它有了一定的理解.

5 巧用生活语言 活化抽象概念

物理学中的描述概念、规律语言都是比较严密、精炼的,有些远离学生的日常生活语言体系,使得他们感觉物理知识枯燥乏味、晦涩难懂,缺乏学习的积极性,甚至对物理学感到恐惧和排斥.巧用生活语言,将抽象的概念生活化,对学生理性的思维、开阔的眼界和灵活的迁移等优秀品质的形成将产生积极的影响.

教学片段5 游戏互动,感悟方向.

师:电场强度不仅有大小还有方向,点电荷周围各点的场强方向又是如何的呢?下面来做个游戏(教师走到学生群体中间).如果我是一个正点电荷,在周围就会产生电场,我们可以根据试探电荷的受力方向来判断场强的方向(场强方向规定:正试探电荷所受电场力的方向为该点场强的方向),那么大家应该是怎样的试探电荷?

生:正试探电荷.

给学生几秒钟思考的时间后,请学生同时指出各自所受电场力的方向(都指向教师).

教师小结:正点电荷产生的场强方向特点是“万丈光芒”.

师:如果是负点电荷,场强方向又有何规律?

全体学生共同参与游戏,其中一位学生在班级中间充当负点电荷,其他学生同时指出受力方向.

学生小结:负点电荷产生的场强方向特点是“万箭穿心”.

高中物理电场篇4

关键词: 物理概念 物理教学 数理结合

数学是所有理工类学科的基础,数学知识的运用并不是孤立的,除了数学学科本身外,物理学科也与数学有着密切的关系。

物理概念的取得大多以实验为依据,但目前通常的物理课堂教学条件还无法做到时刻准备好各种实验仪器让学生随时验证学到的物理理论。而很多物理学概念只用语言来描述解释其现象确实比较困难,但是教师如果在物理课堂上能适当的运用一些相关的数学知识,则对于很多难以深入解释的物理学概念,即使不通过相应的物理实验也能向学生巧妙地讲解,并在物理教学中起到意想不到的良好效果。

下面我以讨论电场线为什么不可相交的问题为例子,来谈一下用数理结合的方法讲解物理学概念的巧妙之处。

在高中或高职学校的物理教学中,除了经典力学外,电磁学知识的学习占了相当大的比重,而其中的电学部分又是从学习静电场开始的。因为静电场自身具有非常特殊的性质――“看不见,摸不着,但又是客观存在的”,所以学生要想学好静电场的相关理论知识,就必须把抽象的概念形象化,而电场线正是人为加入静电场的为了使静电场形象化的虚拟的东西。在静电场中画出相应的电场线后,一些相关知识点的讲解就能变得简单而明了。比如,我们可以根据电场线的密度来判断静电场中某一点相对于其它点的电场强度,还可以根据电场线的方向大致判断出静电场中电势高低变化的趋势。所以在静电场中对电场线相关知识的学习就显得非常重要了。在高中或高职物理教科书中对电场线的概念是这样描述的:

(1)电场线总是从正电荷出发,终止于负电荷,电场线不闭合、不相交;

(2)电场强的地方电场线密集,电场弱的地方电场线稀疏。

关于电场线的这些特性,一般学生能很好地理解和掌握,他们只需要把概念背下来并记牢就可以了,因为这个知识点非常形象。反倒是对那些喜欢多问几个“为什么”的学习优秀的学生来说,“电场线为什么不能相交?”往往成了他们心中的疑问。而解答这个问题的传统思路是:“因为静电场中电场线上任意一点只能有一个方向,也就是说,静电场中某点的场强方向只有一个,即在该点处放上一个正电荷作为试探电荷后此电荷只会受到一个方向的电场力,所以电场线不相交。”表面看起来这样的解释没有什么问题,但如果有的学生再问一句:“为什么静电场中任意一点只能有一个方向?”这个问题这时只用物理学科本身的理论知识来回答就很难说清楚了。当然教师完全可以用“以上的结论已经被相关的物理实验验证了”的类似的话语来最终解释学生的这个问题,因为物理学科本身就是一门实验科学,只是这样回答就比较苍白,没有说服力。在不能马上用实验验证的情况下,更好的方法是,教师可以用相关的数学知识巧妙地加以进一步深入讲解。这对学生一定会起到意想不到的教学效果,会使学生彻底理解这个问题。当然这也需要学生能有一定的数学方面的相关知识作为理论基础,而对于这一点,学生是基本可以达到的。

教师运用数学知识可以引导学生从以下的思路来分析。物体的运动轨迹假如是曲线,那么在运动期间的某一个位置,物体在该点的速度方向应为其轨迹在该点处作切线的方向。同理,电场线上某一点方向的取法,也应为电场线在该点处作切线的方向。而用作切线的那一点,数学上称之为切点。对于同一条曲线基于此切点的切线有且只有一条。总之,在曲线上的那一点只要能作出切线,在该点处就有方向;反之,作不出满足条件的切线的点,可以认为在该点处就没有方向。

基于以上这个理论,我们可以先假设“在静电场中电场线是可以相交的”。两条曲线的交点是一个折点,但是在该点上,我们无法作出同一条切线来同时满足与两条不同的电场线相切,照此推理,也就是认为在静电场中假设的两条电场线相交的那一个客观点的电场线方向是不存在的。而我们知道这个结论是和事实相矛盾的。因为在静电场中任何一个客观点都有它的场强方向,也就是正电荷作为试探电荷时在该点的受力方向,即电场线的方向。所以上面“在静电场中电场线是可以相交的”这个假设不成立。那么就得到了正确的结论“电场线是不能相交的”。

其实在以上的例子中假如能运用高等数学的知识定量的来分析问题,理论上就能更精确,也更有说服力。大致的思路如下,只要我们选取假设可以相交并把相交后的两条电场线的一侧作为曲线并在适当的坐标系下对应成相应的函数,由于交点是一个分界点,此函数就必定是一个分段函数。对此分段函数求导数,在函数上能求出导数的点在该处就能作切线,也就有方向。而在此情况下的分界点,用通俗的话来说就是一个折点,所以在该处是求不出导数的,也就作不出切线了,所以,照此推理,也可以得出这个作为折点的客观点,在静电场中电场线方向不存在。同理这个结论和事实相矛盾。也可以反证出电场线是不相交的。

第二种方法在理论上虽然更精确更清楚,但是对于学生所要掌握的数学知识要求过高,高中或高职的学生可能暂时并不具备这样的能力,所以对该知识点的论证和解释还是应该以第一种方法为主。它用极其简单的数学知识,向学生巧妙地解释了较难理解的物理问题,收到了良好的教学效果。

用同样类似的方法还可以向学生解释磁场线不能相交的问题。

在上面的例子中,我们不难看出数理结合不只是用数学中普通的知识点来为讲解物理学原理和概念服务,很多基本的数学思维方法在物理学中也被广泛地运用,如反证法、极限法、归纳法、演绎法等。所以数学学科中的一些巧妙的论证思路,同样对物理学的研究起到了非常积极的作用。

在实际教学中,教师经常运用数理结合的方法讲解和论证物理学概念,会收到的意想不到的教学效果,因为学生对通过此类教学方法学习到的物理学知识点普遍记忆深刻,理解透彻,而且能够灵活运用,这一点非常重要。

总之,只要我们在物理教学中能够时刻留心,多观察多思考,从多角度钻研物理教学的方法,做到数理结合,甚至理化结合,那么我们的物理学教学方法就会灵活多姿,在教学中起到出奇制胜的教学效果。

参考文献:

[1]骆文洲.“电场线”教学设计[J].物理教学,2005,(03).

高中物理电场篇5

一、“物理矢量”与数学中的“向量”类比

帮助学生把“物理矢量”与数学中的“向量”进行比较,找出它们的共性和相同点,发现它们的计算规律,并引导学生运用“三角形法则”和“相似形法则”等方法解决物理问题。例如在力、位移、速度、电场强度,以及磁感应强度等物理量的教学中将其与“向量”进行对比,知道这些物理量都是有大小和方向的,并且知道它们的线段的长度表示大小、箭头表示方向,同时了解这些物理量与“向量”的区别在于物理量有单位,而“向量”无单位,但是计算方法与“向量”相同,从而进一步加深对物理量的正确理解。

二、相同形式的公式的“类比”

这种“类化”就是把表达不同规律和定律而具有的公式相似的形式进行比较,找出它们相同的变化特点和变化关系,达到掌握知识的目的。

教师在教学中指导学生在课余时间把形似而内容要点不同的公式列出来进行比较,找出它们的共性和个性,从而掌握每一个公式的特点和区别(例如:公式v=s/t、I=U/R、C=Q/U、a=F/m等)。教师在教学中首先帮助同学们找出共性:一是它们的形式相同,二是公式中有些物理量的属性相同,三是公式中其他物理量的变化特点一样;其次帮助他们从公式中找出其中一个量不随其他量的变化而变化(例如:同一段物体它的质量和电阻保持不变,而I与U、a与F成正比的关系一样。又如:C=Q/U这个公式中对于固定的电容器来说“C”是不变的,与其他物理量无关)。

三、知识内容之间的“类比”

这种“类比”就是把物理知识中内容语言叙述形式相似而内容实质不同的概念、定律等进行比较,从而达到理解的目的。

教师在教学中引导学生把有相似特点的物理知识进行比较,发现它们之间的相似及不同之处,达到加强记忆的目的,从而提高记忆能力。例如,教学中常常把电场与重力场、电势与高度、电势差和高度差、库仑定律与引力定律等知识内容和知识点进行比较,帮助学生理解这些内容之间的共同点和区别,避免混淆。又例如,在教学库仑定律时,从内容的文字叙述和公式的形似与万有引力定律从三方面作比较:(1)引力和库仑力都与距离的平方成反比;(2)都有与乘积成正比的叙述;(3)从公式F=Gm■m■/r■和F=kQ■Q■/r■来看,形式相同但其实质不同,一个是用来计算有质量的物体间引力的大小,另外一个是用来计算电荷间的作用力大小。再例如,在对很多物理量进行定义时都采用比值法进行定义,像对速度、电流强度、电势差等物理量的定义。再比如以下几种类比:

1.引入电势与电场强度进行类比:在引入电势之前,可复习电场强度的引入过程,说明在电场中某点,随着检验电荷电荷量的增大,所受电场力成正比地增大,但电场力与电荷量的比值是确定的,这就是该点的电场强度。它与检验电荷的电荷量无关,是表示电场力的性质的物理量。与电场强度的引入过程类比,结合具体的电场定性地说明:在电场中某点,检验电荷的电势能随电荷量的增大而成正比地增大,但电势能与电荷量的比值是确定的,它就是表示电场能的性质的物理量。结合教材的推导,从而引入电势,电势的高低也与检验电荷的电荷量的大小无关,而是由电场本身的性质决定。

2.电势能与重力势能进行类比:在教材中从电场对电荷做功的角度出发,推知在匀强电场中电场力做功与移动电荷的路径无关,进而指出这个结论对非匀强电场也是适用的,并与重力势能类比,说明电荷在电场中也具有电势能。电场力做功的过程就是重力势能转化为其他形式的能的过程,电场力做的功只能决定电势能的变化量,而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值,因此有必要规定电势能零点。

3.电势差与高度差进行类比:当讨论电势差与电场强度方向的关系时,为了便于学生接受,我们可以举例说明:自山顶上从坡度不同的两个方向下到同一水平面,坡度陡的方向,单位长度的水平距离上高度下降大,即高度下降得快;再结合《物理选修3-1》课本P26的1.6-2的匀强电场讲解,沿不同的方向,电势下降的差值都相同时,沿电场线方向的距离最小,即电势降落最快,因而得出:电场强度的方向是指向电势降落最快的方向,再通过计算两种方式电场力所做的功比较得到结果。

四、物理现象的“类比”

在物理知识中有很多内容具有相似性,具有相同的物理规律,解决问题的思路一样,处理问题的方法和手段也一样。例如:物体在重力场中的运动与带电粒子在匀场电场中的运动相比较可知,只是物体的加速度不同,但有一个共同的特点,即匀场电场一旦确定,它们各自的加速度都保持不变;垂直磁场方向的带电粒子在匀场磁场中的运动与物体做匀速圆周运动比较可知带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,其运动规律与圆周运动相同。通过这些类比帮助学生从中找出物理现象之间的共同规律,进行归纳小结,提高学生解决物理问题的能力、分析问题的能力。

五、“物理***像”与“数学***像”类比

高中物理电场篇6

关键词:经验思维;物理;解题;逻辑思维

学习物理知识后,有许多同学能明白物理知识、能理解物理知识的原理和物理公式的推导,但当让他们自己***地解题时感觉毫无头绪难以下笔,特别在学生刚进入高二学习高中物理电学部分时,由于电学知识中大部分演示试验相对来说也比较难做,不同于高一时所学的牛顿运动学那样同生活有联系较直观。怎样提高高二学生的解题能力使之较快适应高二物理的学习是必然要考虑的问题。

一、经验思维适合于高中物理解题中运用

物理知识构建的基本原理其中一个就是统一性原理,高中电学知识更微观很多知识的学习本身较难要以牛顿运动学为基础而且也不直观有部分要微观地去研究,如:电场中电势差的求解的一种方法是用公式UAB=WAB/q种做功的量涉及到力学做功的知识,电流的计算到高中阶段除了继续用欧姆定律I=U/R外还要用电流的定义单位时间通过的导体横截面的电量来计算,公式为I=Q/t,还有带电粒子在电场中磁场中的运动是电学部分一个重要考点。可以说,高中电学部分学习和做题中不仅要总结本部分的经验也要结合高一所学习和得到的知识和经验。学科系统整体的功能不等于各孤立部分功能之和,而是等于各孤立部分功能的总和加上各部分相互联系形成结构产生的功能。

思维的经验性一方面使人类能够加快、加深对新事物的认识与把握;另一方面也使人类受到经验的局限,容易产生先入为主的成见和以偏概全的偏见。如果我们能利用自己做题过程中体验到的直接经验和看老师演算例题得到的间接经验相结合来进行经验思维,从而可以减少自己的主观经验的思维带来的错误、独断和迟钝。接收理论化的经验、积累经验和经常性的经验思维训练使人针对不同的问题情境来得出答案,就像是一台计算机安装了很多不同程序后,经过调试后就能从事许多不同的任务。经验思维在面对新的物理问题情境时也可以灵活进行解决问题。

二、经验思维有助于掌握解题技巧

人类在思维过程中普遍存在思维的经验性的特性,人类认识事物的过程是一种不断以旧经验理解新经验、根据已有经验作出新推断的思维过程(在无任何经验之前依据本能)。这种过程决定了人类的思维、认识离不开经验。杜威在《我们怎么思维》第十三章“经验的思维和科学的思维”:一个经验思维,概括下就是一个暗示了另一个,或者由一个联想到另一个。在物理解题过程中利用经验思维把握知识点的特点把握它们之间的共性并考虑到题目的不同,由一个物理知识点联系到另一个物理知识点、一个物理场景联系到另一个物理场景。

如***所示,两块长3cm的平行金属板A、B相距1cm,并与300V直流电源的两极相连接,A

在做这道题时,有些同学很难找到做题的思路,因为电学中带电粒子在电场中的运动是个难点也是重点,我们如果让同学联系到比较直观的平抛运动的知识和做平抛运动解题的经验,这个题就不是那么没有头绪了。当然还要结合电学知识,电子在带电上下极板形成的匀强电场中受到向下的电场力,电子重力非常小忽略不计,电子在此匀强电场可看作是一般物体在重力场中的平抛运动,再根据平抛运动的特征:水平方向上匀速直线运动、竖直方向匀加速直线运动两分运动***性、等时性来做题就简单多了。

经验思维是以经验为依据决断问题的思维形式,是最基础、最一般的思维形式,其主要功能是认识和把握事物的外部联系和现象。在认识的初始阶段,或者说在认识主体受到一定条件的局限时,“经验思维是很重要”的也是不可或缺的。思维对生活的重要性和必要性是不容质疑的。经验思维是一种能力,学生通过学习和解题过程中积累的经验是学生在学习、解题过程中所见、所闻的老师或书本上的间接经验及所自己感受到的直接经验积累而成的主观概念体系,是学生辛苦得来而不该忘记的一笔“财富”,物理学定事物引起的特定的暗示,贯彻到底并可以把它们联成一体,就可以使学生快速地做出对物理问题作出快速的反应,不需要通过复杂的探讨终极的为什么来得到答案,有利于学生解题技能的形成,缩短掌握解题技巧的时间。

三、物理解题中经验思维促进学生逻辑思维的发展

(一)经验思维是逻辑思维的基础

美国教育家杜威,在名著《我们怎样思维》中认为,思维起源于某种疑惑、迷乱或怀疑。我们人类的思维活动一般从问题开始,思维的第一步就是问题的提出。学生在学习中提出好的物理问题要涉及到物理场景和不止一个物理知识点,学生自己一般不懂得提出有效的物理问题,所以许多物理问题以物理题的形式展现在学生面前,物理题就是一个用语言描述的物理场景,要在场景中解决物理问题,有部分同学没有个习惯把题目的已知条件联系起来形成物理场景,这是没有经验的表现。

(二)经验思维增强逻辑思维的条理性

高中电学中电场、磁场以及它们叠加后的复合场中带电体的运动问题相对与单纯的力学问题更灵活,出现了电场力、磁力,要考虑的物理问题更多了。有人说在所有的物理问题中力学是最灵活的,力学题的解答也最能训练学生的逻辑思维能力。那么电学和力学的综合题对学生的逻辑思维要求更高,在解题过程中更能培养学生的逻辑思维能力。

如题:如***所示,一束电子(电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B,宽度为d的匀强磁场中,穿过磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°,则电子的质量是 ,穿过磁场的时间是 .

在解答解此类题目时,思维过程必须对整个物理过程有清楚的认识,学生必须对物理过程和物体所处状态有清楚的了解减少解题的盲目性。解决带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的基本思路是:“一画、二找、三确定”――分步解决带电粒子在匀强磁场中的运动。解此题方法为:(1)画轨迹,找圆心.(2)几何知识定半径.得r=2d,由公式r=mv/Be可求出电子质量(3)定时间.根据圆弧的圆心角度数得出t=T/12,再进一步可求出t的表达式。

题目的解答过程中按一定的步骤获取信息,经验思维启动并向逻辑思维深化,当学生思维启动后就需将物理过程向物体的状态转化,因为在静态的物理状态中比物理量变化的物理过程中更容易把握物理量,在物理电学和力学知识范畴内思考物体的运动状态,学生要对物理过程和物体所处状态有清楚的理解解题才有条理性。

参考文献:

[1] [5]解世雄,物理文化与教育[M].科学出版社,2009:28,41

[2] 刘金花,物理教学中培养学生的抽象思维能力[J].中学生数理化2009(6):26-27

高中物理电场篇7

关键词:物理技术;农业新科技;应用

中***分类号:S121 文献标识码:A

1 物理技术在农业新科技中的应用

1.1 磁场效应在农业新科技中的应用

在地球上,所有的生物都在磁场的环境中生长,在生物体内,存在着磁性物质,如金属矿物质。不管是动物还是植物,其体内都存在着磁性物质,如外界磁场发生变化时,生物体内的磁物质会出现磁化现象,从而出现磁性势能与极性变化。在磁场影响下所产生的变化,会直接或间接的对生物造成影响,并形成磁生物效应。通过实践研究发现,磁场效应对生物的影响存在着多个方面,如增强植物矿质代谢,对植物酶系统造成较大影响,提高植物ATP能量等。一般情况下,对植物施工磁场效应,可以提高植物光合作用,推动其生长代谢,提高叶绿素,植物综合生物效率获得较大提升,最终提高作业产量及质量。

1.2 电场效应在农业新科技中的应用

在地球空间环境中不仅仅含有磁场,还包含着电场。电场存在着不稳定性,受天气变化影响较大。电场对植物生长的状态存在着很大影响,在农作物产量长期的进化过程中,其对电场产生了适应性。如选择植物,并应用电场屏蔽技术后发现植物的光合速率明显降低,其生长状态远远不如雷区植物好,究其原因,电场对植物的生长存在着较大影响。随着研究的深入,人们发现电场存在着能量效应,并对植物物质交换的速率存在着较大影响。在电场效应下,植物蛋白构象出现变化,能够提高酶活性,并激活钙素,提高气孔开度,促进植物碳同化。在电场作用下的水分解,可以提高水的电解过程,从而促进植物光合作用。此外,在农业应用中,电场还存在着杀菌效应,可以有效应用于农业生产中各种病虫害的防治。应用电场效应,可以在大棚蔬菜种植中,于植物蔬菜等上方,架设电场网,形成电场效应。在病虫害防治中,应用电功能水,可以有效杀灭各种细菌及病毒。电功能水在病虫害防治领域属于当前国际上先进技术,应用前景十分广阔。

1.3 纳米能量效应在农业新科技中的应用

纳米属于一种物质尺度衡量单位,1g纳米材料所具备的表面积相当于一个普通足球场面积。在物质达到纳米级尺寸之后,其表面积十分大,且存在着较多的不稳定电子。纳米能量效应的存在,为物质反应发挥着很大催化作用。纳米材料所具备的活性,让纳米材料能够与其他物质进行较大能量的反应。纳米技术的应用较多,如进行盐碱地改良等。

1.4 声波效应在农业新科技中的应用

按照波粒两象性原理,声波存在着粒子与能量属性,声波可以如磁场或电场一样发挥作用,提高植物代谢及活性。声波作用的研究较早,如美国科学家为正在生长中的西红柿播放音乐,最终获得超大番茄。通过实践,提出声波应用的声波谐共振理论。利用仪器,可以获得植物自发声的存在,这种自发声具备特殊的声波,应用声波共振技术,模拟出与植物自发生场共振,可以提高生物光合效率,提高植物产量。声波效应理论的研究发展较晚,但未来应用的空间较大。

1.5 等离子处理技术在农业新科技中的应用

等离子体属于物质存在状态的一个种类,是物理学***分支。物质状态主要分为固体、液体、气体,随着研究的深入,提出等离子状态。将等离子处理技术应用于农业领域,其起源来自于航天应用领域。在航天领域,通过卫星搭载种子并返回地面进行种植,发现其生长活力较强,并存在着一些变异现象。这种变化,主要是因太空中存在着较强的等离子。种子在磁场、射线及等离子体的综合作用下,打开了植物中存在的潜在基因,从而提高植物产量,提高作物产量。当前,航天育种技术发展十分迅速,但太空作物生产成本较高,在普及上存在着较大困难,为此,需要研究出地面空间站模拟技术,将等离子体等应用于农业领域。

2 物理技术在农业新科技应用中的前景

物理技术,如磁场效应、电场效应、纳米能量效应、声波效应、等离子处理技术等,在作物中发挥着不同效用。通过物理技术的应用,可以提高作业光合作用的速度,从而推动作物生长,抑制病虫害,减少化学产品的应用,从而在提高作物产量及质量的同时,提高作物生长的生态性,实现农业的可持续发展。当前,物理技术在农业领域的应用前景十分广阔,但仍存在着研究速度较为缓慢,缺乏实际应用的研究,为此,需要加大研究力度,推动物理技术在农业领域中的应用。

3 结语

随着人们生活水平的不断提高,人们对食品的安全性重视程度越来越高,在选择农产品时,更加倾向于选择无公害及绿色产品。物理技术在农业领域的应用,可以推动传统化学农业逐渐向现代生态农业发展,在提高农作物生产产量及质量的同时,减少化肥及农药等的应用,实现农业生态化。当前,磁场效应、电场效应、纳米能量效应、声波效应、等离子处理技术等物理技术在农业领域中的应用研究发展十分迅速,其应用前景十分广阔。相信随着物理技术的进一步发展,将会引起农业技术的变革,实现农业生产的巨大效益。

参考文献

[1] 杨兆民,孔彦.物理技术在我国农业生产中应用的研究[J].广东农业科学,2010,37(8):356-358.

[2] 叶剑.浅淡物理技术在农业新科技中的应用[J].安徽农学通报,2010,16(22):146-147.

高中物理电场篇8

[关键词]农村市场;家电物流;市场开发;营销策略

[DOI]10-13939/j-cnki-zgsc-2015-02-016

作为世界上最大农业大国,我国农村人口比重很大,虽然近几年来我国城镇化建设脚步不断加快,但农村人口比重依旧高达近50%,农村分布面积很广。近几年来,社会经济和网络购物不断发展,我国城市物流配送发展较为迅速,已经形成了完善的物流配送体系,而相比于城市而言,我国农村物流配送的发展却较为落后,尚有极大空间可挖掘。自2008年12月以来,我国农村家庭物流市场便具有了极大的发展和开发潜力,但是由于各物流企业一直将发展重心放在城市物流中,所以导致农村家电物流市场一直闲置,直到近几年来发展重心放在了农村家电物流市场开发上。本文以四川为例对农村家电物流市场开发与营销策略进行探讨。

1 四川农村家电物流市场开发现状分析

1-1 复杂的地理环境影响了农村家电物流市场的发展

四川省整体地势东低西高,横跨青藏高原、云贵高原、横断山脉、四川盆地以及秦巴山地等几大地貌单元,并以龙门山―大凉山为界,东部为盆地,西部为山地,地势比较复杂。在整个四川省中,97%以上的土地为山地、丘陵和高原,在这些山地、丘陵和高原中,又有60%以上为农村,而由于农村经济相对比较落后,大部分三、四级公路运行情况均比较差,车辆很难平稳行驶,如果是一般物件,尚可以运输进农村,而对于精密度较高、不能颠簸和碰撞的家电而言,根本无法顺利运送进农村,这就在极大程度上限制了四川农村家电物流市场的开发。

1-2 道路建设支持了农村家电物流市场开发的发展

农村家电物流配送是从城市的销售点出发开始运送,在经过不定长距离的运输之后方能够运送到农民手中。在整个配送过程中,公路网络是最重要的组成部分,尤其是占比例最大的三、四级公路,对整个家电物流配送过程具有极为重要的影响。一直以来,农村三、四级公路运行状况太差就是影响整个家电物流配送的最主要因素。近年来,随着我国城镇化建设脚步的加快,虽然四川农村所占比例依旧高达50%,但是三、四级公路的运行情况却得到了极大改善,这为农村家电物流配送的发展奠定了良好的基础,物流企业在规划配送体系和制定营销策略的过程中,也正式将农村纳入到了体系规划中,对企业物流配送的服务范围和服务对象进行了进一步扩大,也开始致力于对农村家电物流市场的开发。

2 物流与农村家电市场之间的关系研究

2-1 物流对农村家电市场营销的影响

进入网络信息化时代之后,随着经济全球化和商业网络化的实现,物流也逐渐成为现代社会经济体系中最重要的组成部分之一,对促进社会经济体系的完善和社会经济的提升具有极为重要的影响。经济全球化的实现以及电子商务的普及,一方面为物流企业的发展带来了新的发展空间;另一方面,也使人们对物流企业的服务态度和物流效率有了更高的要求。因此,如何以最小成本为人们提供最优质的服务,就成为了现代物流企业的经营管理工作中的重点,也是企业物流管理追求的最高目标。

而对于农村家电市场开发而言,当物流企业发展到一定高度之后,物流配送体系就会逐渐完善,并实现高标准化和高分散化,使物品配送由城市辐射向农村。并且,通过物流配送体系,家电企业就可以更好地对农村家电市场需求和农村家电市场发展环境进行详细分析,为家电企业开发农村家电市场的营销决策提供科学有效的参考依据,大力挖掘农村市场。由此可见,对于家电企业农村家电市场的营销管理来说,全面开发农村家电物流市场就是其先决条件。

2-2 农村家电市场开发对农村家电物流的影响

虽然作为传统运输领域改革后自行诞生的一种全新产业形态,物流本身就是一种***的产业,其拥有着独特的运作形式,产业形态也与众不同。但在对物流市场进行开发和营销策略制定的过程中,由于物流管理工作与其他行业的市场开发和营销之间存在紧密关联,所以物流企业的物流市场开发和营销工作也应该做好与其他行业的合作关系,通过协作来推动彼此共同进步,比如,农村家电物流市场开发与家电下乡之间的联系。

在农村家电物流市场开发过程中,农村家电市场开发对物流市场开发所具有的最主要影响,就是物流企业的农村市场开发工作的开展要以农村家电市场开发为核心进行管理,使物流企业的营销决策能够支持企业对农村市场开发的顺利开展和市场执行的顺利进行。从某种意义上而言,物流工作的主要目的就是帮助企业在电子商务时代下,将分散的产品实体销售活动转变为具有完整体系的系统化物流活动,使其他生产企业的生产、市场营销策略制定以及销售等各个环节能够彼此相协调,进而更好地推动现代企业的持续发展。因此,在对农村家电物流市场进行开发的过程中,物流企业就应该做好与家电企业农村市场开发之间的联系,相互协作,共同发展。

3 农村家电物流市场的营销策略研究

3-1 转变企业物流管理理念

我国城镇化建设脚步的加快和农村三、四级高速公路的修建,都使得我国农村家电物流市场具有了极为良好的发展前景和发展空间。为了能够更好地推动物流企业的发展,物流企业就应该将发展目光放到农村物流市场的开发上。这就促使现代物流企业的营销理念不断发生变化,从最开始的重视城市物流配送体系建设到现在城市农村一手抓。因此,为了能够为物流企业营销策略的制定提供最有效的参考依据,物流管理理念就应该及时做出转变,重视起对农村家电物流市场的开发。

传统的物流管理理念,追求的是企业经济利润的提升,其管理核心是以城市物流配送体系完善为基础,力求以最低费用将物件送到顾客手中,而不注重对农村物流市场的开发和将物流配送体系向农村辐射。这种管理理念,已经明显满足不了当前物流企业市场营销的需求。所以,作为物流企业一定要对现有物流管理理念进行转变。现代企业物流管理理念,应该充分重视起对农村物流市场的开发,积极将物流配送体系由城市向农村辐射,进一步扩大物流配送覆盖范围。

3-2 提供高效率、高质量的物流服务

当前,在互联网高度普及以及电子商务越来越流行的时代趋势的影响下,电商也面向了农村,这在极大程度上推动了物流行业的发展,也增大了物流行业的竞争压力。因此,为了物流企业,在对农村家电物流市场进行开发的同时,也应该提高物流配送的效率和质量。

电子商务时代下,由于物流企业数量太多,容易对生产企业的选择形成一定影响,绝大多数生产企业都会选择能够提供高效率、高质量的物流企业,尤其是农村家电配送,以确保产品配送的高效性,避免产品损坏对生产厂家的信誉和品牌造成影响。因此,为了能够进一步提升企业的核心竞争力,物流企业就应该为家电生产厂家和销售单位提供高效率、高质量的物流服务,并同时为消费者和家电销售方提供保障服务,为厂家和消费者解决后顾之忧。这种经营方式,不仅能够在竞争愈加激烈的物流市场竞争中提升物流企业自身的信誉和核心竞争力,获取消费者和家电厂商的信任和依赖,还能够使物流企业建立良好的企业形象,这对农村家电物流市场的开发具有极为重要的推动作用。

4 结 论

对于物流企业而言,农村物流市场尤其是家电物流市场具有极大的发展空间和可发掘空间,对进一步提升物流企业的经济效益和推动物流企业持续发展具有极为重要的推动作用。因此,物流企业一定要重视起对农村家电物流市场的开发,并通过制定合理的营销策略来加强对市场的开发。

参考文献:

高中物理电场篇9

【关键词】大学物理 电磁学 学习方法

【中***分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)35-0159-02

一、前言

物理学是一切自然科学的基础,也是自然界最基本形态的科学。电磁学是物理学中的一个重要的分支,在我们的日常生活以及生产活动当中,无处不存在着电磁运动,因此学好电磁学是很有必要的。大学物理电磁学主要是研究电磁波、电磁场以及有关电荷、带电物体的动力学等,在学习时不仅要掌握相应的基本概念,还要掌握电磁学中的一些常见定理,如电场中的高斯定理、磁场中的安培环路定理等,通过运用定理,深刻理解现象中的物理意义及规律。下面将具体分析大学物理电磁学的若干学习方法。

二、关于电磁学

1.电磁学的起源与发展

我国是世界上最早发现和应用磁现象的国家之一,早在公元前三百年就发现了磁吸引铁的现象。到十九世纪,电流的磁效应、化学效应、热效应等相继被发现,并且其规律也得到了准确的表述,如欧姆定律、电磁感应现象、楞次定律、麦克斯韦方程组等。随着电磁学的发展,生活中已经出现了很多与电磁学有关的应用,如指南针、避雷针、电磁炉、电磁起重机、磁悬浮列车等,并且在人们的日常生活及工作中发挥着重要的作用。

2.大学电磁学的常见基本定理

2.1高斯定理

高斯定理也称为高斯公式,主要是表明在闭合曲面内的电荷分布与产生的电场之间的关系。静电场的高斯定理公式为:

d=

在该式中,左边是电场强度的通量,右边的q代表着包围在封闭曲面内的自由电荷和极化电荷的总和。定理指出,电场强度对任意封闭曲面的通量与该封闭曲面内电荷的代数和有关,而与曲面内电荷的分布位置及曲面外的电荷无关。此外,该公式一般用来求电场强度E,而并非是求电场强度的。而磁场中的高斯定理公式为:

・d=0

该公式表明,无论是稳恒磁场还是时变磁场,由于磁力线总是闭合曲线,如果将闭合曲面向外设为正方向,那么进入曲面的磁通量为负,出来的磁通量则为正,故通过其中任何一个闭合曲面的总磁通量都为0。

2.2安培环路定理

安培环路定理是指在稳恒磁场中,磁感应强度B沿任何闭合路径的线积分,等于这闭合路径所包围的各个电流的代数和乘以磁导率,这一定理反映了稳恒磁场的磁感应线和载流导线的相互套连性。磁场中的安培环路定理公式为:

d=?滋I

该式的左边是磁场强度环流,常用来求解磁感应强度B。由于该式中含有定积分,因此在求解时会有一定的困难,但当磁场分布的对称性较高时,利用该定理求解磁感应强度就会简单很多。在运用该定理时,首先我们要选取合适的磁场回路,尽可能的选取各点磁感应强度相等的回路,这样便能将公式左边的矢量c乘积分转化为标量积分,把移到积分号外,这样求解时便容易得多了。

三、大学物理电磁学的学习方法分析

1.在基本概念、常用定理的掌握上多下功夫

在学习电磁学时,首先要清楚的掌握与电磁学相关的一些基本概念,只有将概念掌握清楚了,才能在做题的时候加深理解,牢固的掌握知识。但是在掌握基本概念时,还要注意一定的方法――一般来说,我们都是从定义开始掌握概念,但是仅仅根据定义是不够的,我们还要做到以下几点:首先,思考为什么要这样定义?换一种说法行不行?应该注意什么?其次,还要掌握电磁学的一些基本定律和基本定理,结合定理才能更加深入的了解、掌握概念;最后,实践检验真知。我们可以通过找一些具体的例题或者是问题来巩固自己对概念及定律、定理的理解和掌握。

2.注意掌握数学工具的运用和训练问题的分析能力

数学是物理的基础,更是研究物理学的主要工具,因此学好数学知识对大学物理电磁学的学习有很大的帮助。在学习电磁学时,要充分利用所学的高等数学的知识去解决物理问题,在运用数学工具时,要透过数学公式看到公式中所要描述的物理知识,而不要被复杂的公式弄懵了,遇到一个问题,不要急着去解答,先把重点放在物理模型、***像上,通过仔细分析挖掘出模型及***像蕴含的信息,进而用相应的物理方程和方法进行解答。最后,还要注重电磁学相关实验的学习,实验是我们动手检验真理的最好方法,也是我们对自己所学知识良好的反馈途径,我们要积极动手去设计物理模型,如在做“用冲击电流计测螺线管内轴线上磁场的分布”这一实验时,我们需要用到的实验器材有墙式冲击电流计、螺线管、电阻箱、滑线变阻器、直流安培表等,首先我们应明白该实验的实验原理――当螺线管通以电流I时,则螺线管内轴线上任意一点的磁感应强度为:

B=?滋0n0(cos ?茁1-cos?茁2)

公式中的μ0为真空磁导率,n0为单位长度线圈的匝数,β1和β2分别为螺线管内轴线上某一点到两端的张角大小。根据这个原理,我们再设计实验,准确记录实验数据,然后计算、整理、分析,最后得出结论。

这样通过自己动手实验,不仅能够加深我们对物理基本概念的理解和基本规律的认识,而且还能有效的提高我们分析问题和解决问题的能力。

3.重视代数量的意义,正确运用代数量

代数量又称为双向标量,是描述两种可能状态的物理量,如分量=v+v,电压V=V-V=・dl,这些物理量除了大小之外,还有方向。代数量分为状态型代数量和取向型代数量两种,状态型代数量如温度T,导体电量Q,而取向型代数量则是指具有两种相反取向的物理量,如上述分量,电压Vab等。物理量按其性质可分为矢量和标量,其中标量又分为算数量和代数量。矢量的计算比较复杂,因其不仅有大小,还有方向之分。算数量相对来说比较简单,因其只有正值;而代数量有正有负,如电荷、电位差、电通量、电动势等,计算过程中比较容易出错。因此在学习电磁学时,我们必须清楚一些常见代数量的正负及其意义,结合题目具体的信息进行分析辨别,从而解决问题。

结束语:电磁学现象在我们的日常生活及工作中随处可见,学好电磁学不仅是专业知识的需要,也是我们日常生活和工作的需要。电磁学是大学物理的一个重要内容,学起来有一定的难度,我们一定要掌握正确的学习方法,在基本概念,基本定理、定律上多下功夫,熟练掌握数学工具的使用,重视各项代数量的含义,锻炼自己的问题分析能力,从而达到事半功倍的学习效果。

参考文献:

[1]陈志远,万世兴.运用电磁学发展史深化电磁学教学[J]. 咸宁学院学报.2011(06)

高中物理电场篇10

关键词:物理 电工 电磁学 学习

一、认识中学电磁学整体结构

电磁学包括静电现象、电流现象、磁现象,中学物理的重要组成部分,电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用,其具体内容包括电磁辐射和电磁场等。电现象和磁现象,这两种现象总是紧密联系而不可分割的,在学习时应透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系,不能孤立地、分散地学习。对此,应从以下三个方面来认真分析。

1. 电磁学的两种研究方式。

整个电磁学的研究是以“场”和“路”两个途径进行的,这两种方式均在高中教材里体现出来。只有明确它们各自的特征及相互联系,才能有计划、有目的地增强思维能力。

场的方法是研究电磁学的一般方法。场是物质,是物质的相互作用的特殊方式。中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来:静电场、恒定电场、恒定磁场、静磁场、迅变电磁场等,组成一个关于场的系统,该系统包括中学物理电学部分的内容。

“路”是“场”的一种特殊情况。中学物理以“路”为线的大骨架可理顺为:静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等。

“场”和“路”之间存在着内在的联系。麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律,是以“场”为基础的。“场”是电磁运动的实质,因此可以说“场”是实质,“路”是方法。

2. 物理知识规律。

物理知识的规律体现为一系列物理基本概念、定律和原理的规律,以及它们的相互联系。

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验,掌握了充分可靠的事实之后,进行分析和比较,找出它们相互之间存在着的关系,并把这些关系用定律的形式表达出来。物理定律的形成也是在物理概念的基础上进行的。但是,物理定律并不是绝对准确的,在实验基础上建立起来的物理定律总是具有近似性和局限性,因此其适用范围有一定的局限性。

库仑定律是重要的物理规律。库仑定律的实验是在空气中做的,其结果跟在真空中相差很小。其适用范围只适用于点电荷,即带电体的几何线度比它们之间的距离小到可以忽略不计的情况。欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的,对金属导电、电解液导电适用,但对气体导电是不适用的。欧姆定律的运用有对应关系。电阻是电路的物理性质,适用于温度不变时的金属导体。

“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性,用研究电场的方法进行类比,可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念。

“电磁感应”这一章,重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律。在这部分知识中,能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线。本章以电流、磁场为基础,它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面,是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础。电磁感应的重点和核心是感应电动势。运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的。

“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践,进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场,对场的认识又上升了一步。麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律,同时也把波动理论从机械波推进到电磁波,而对物质的波动性的认识提高了一步。

3. 通过电磁场在各方面表现的物质属性,在学习中建立“世界是物质的”的观点。

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的。大量实验证明在电荷的周围存在电场,每个带电粒子都被电场包围着。电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用。运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种场――磁场。磁体的周围也存在着磁场。磁场也是一种客观存在的物质。磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用。现在,科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点,并证明电磁场可以脱离电荷和电流而***存在,电磁场是物质的一种形态。

运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对其它运动的电荷(电流)有磁场力的作用。所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间是通过磁场而发生作用的。麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象,得出结论:任何变化的磁场能够在周围空间产生电场,任何变化的电场能够在周围空间产生磁场。按照这个理论,变化的电场和变化的磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一场,这就是电磁场。电磁场由近及远的传播就形成电磁波。

从场的观点来阐述路。电荷的定向运动形成电流。产生电流的条件有两个:一是存在可自由移动的电荷;二是存在电场。导体中电流的方向总是沿着电场的方向,从高电势处指向低电势处。导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例,即导体中形成电流时,它的本身要形成电场又要提供自由电荷。当导体中电势差不存在时,电流也随之而终止。

二、以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与实验融合于一体

1. 场的客观存在及其物质性是电磁学学习中一个极为重要的问题。

场是学好电磁学的基础和关键。电场强度、电势、磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念。电场线、磁感线是形象地描述场分布的一种手段,要进行比较,找出两种力线的共性和区别以加强对场的理解。

2. 电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用。

认识场和受场作用这两类问题的联系与区别,比如场不是力、电势不是能等。场中不同位置场的强弱不同,可用受场力者受场力的大小(方向)跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度。在电场中用电场力做功,说明场具有能量。通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能,离开了电场就谈不上电荷的电势能了。

3. 认真做好演示实验,使场抽象的概念形象化。

演示实验是非常重要的措施。把各种实验做好,不仅易于接受知识和掌握知识,也是基本技能的培养和训练。自己动手做实验,加强对实验现象的分析,从实验观察和现象分析中来发展思维能力。从物理学的特点与对中学物理教学提出的要求来看,应着力培养***实验能力和自学能力,使知识的传授和能力的培养统一在使自己真正掌握科学知识体系上。

4. 培养综合运用所学物理知识去分析和解决问题的能力。

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