高中物理一例电磁学的解题探讨

张永刚

【摘要】在高中物理教学中，电磁学知识是重要构成，也是教学中的难点.学生学习难度大，需掌握科学的解题方法，才可提高学生解电磁学相关习题的能力.文中结合具体例题，分析电磁学中常见的解题方法，为学生更好地开展电磁学题目解题，提供重要指导.

【关键词】高中物理；电磁学；解题

高中物理学科中包含的知识点众多且系统复杂，而电磁学知识与该学科中其他不少知识之间存在密切联系.在设置相关题目时，情境更加复杂，学生解题难度也更大［1］.为了增强学生应对电磁学相关题目时的解题自信，在传输电磁学理论知识的同时，还需通过启发、引导的方式，让学生学会分析题目，掌握科学的解题方法［2］.研究中以电磁学电路相关习题为例，分析具体解题思路和过程.

1 电磁感应电路题目解题思路

磁场中的导体棒在运动当中会出现电动势，由此就可以联想到电路内容.此类题目通常按照以下思路解题：

（1）认真审题.通过题目找到感应电动势产生的导体具体是什么？找出导体后，分析导体的运动规律.可采用右手定则与计算方法，计算电流方向、电动势数值.

（2）找到题目设置电路中涉及的不同电子元件关系，即属于并联或者串联，计算具体参数的结果.若遇到题目中涉及的电路关系比较复杂，可以绘制等效电路图作为解题辅助.

（3）运用自身掌握的电学知识，比如焦耳定律、串并联电路内容、欧姆定律等内容，计算题目的最终结果.

2 认真审题，把握题目含义

高中物理电磁学涵盖内容众多，题目通常会结合多个知识点，考查学生综合能力.如果学生部分知识点掌握不到位，可能会导致题目无法顺利解出.这需要学生在看到题目后，先找出题目中的要素，准确把握题目意思.再结合自己掌握的物理知识，挖掘隐藏条件.比如：

例题 根据图1显示，在均匀磁场中由直角三角形导线框abc，其中ab是均匀导线，电阻为R，长度为L；ac与bc电阻可以忽略不计，ac长度用L2表示.磁场感应强度B，方向与纸面向里垂直.现有电阻为R2，长度是L2的均匀导体棒MN架到导线框上.最开始与ac靠近，又沿着ab方向通过恒定速度v移动到B端.在导体棒MN滑动过程中，始终和ac保持平衡，并且与导线框接触状态良好.计算：当MN滑动距离达到L3时，导线ac的电流方向是什么？电流多大？

从题目中的“均匀磁场”“导线框abc”，有“导体棒MN架到导线框”等关键文字，可以确定此道题目想要考查的知识点，即：导体或者磁通量将磁感线明确切割后，产生改变的情况类似于电源，而别的部分则属于外电路.由此判定题目主要考察电磁感应知识与直流电路内容的结合.

3 根据题目，调动理论知识

解答高中物理电磁学相关题目过程中，不仅需要从题干中获得有用信息，还需将题目中获得的有用信息，转化成电磁学理论知识［3］.因为命题人在设置题目时，很多情况下，不会告知所有信息，会有一些隐藏条件，需要学生进行转换.根据题目中的“磁场感应方向与纸面向里垂直”“导体棒从ac沿着ab方向靠近b端”.调动相关理论知识，通过楞次定律或者右手定测明确感应电流的方向.在电源或导体内部，电流是从低电势（负极）流向高电势（正极），而在导体或电源外部，则是从正极流到负极.根据题目设置的问题，“MN滑动距离达到L3时，导线ac的电流方向是？”，在图中标出L3位置，用点P表示，如图2所示.

结合右手定则理论知识，确定MP感应电流是从P流到M，所以Lac电流的方向是从a流向c.

这就是很简单的对物理基本定理的考查，需要学生牢牢掌握定理的内容.否则学生会因为基本定理掌握不到位，出现一些本可以解出来的基础题目无法顺利解出，导致学生的学习积极性降低.

4 引入相关定律，绘制等效电路图

为了将题目中的信息转化成更容易解决的形式，可以根据题目求解需求，绘制辅助电路图.根据题中给出的信息，MN移动到L3位置时，和bc接触点，使用点P表示.再结合直角三角形几何特点，可得出MP与AC的关系为MPAC=23，MP的长度是L3，等同于电路当中的电源作用，感应电动势计算结果为：E=13BLv，内阻计算结果为：r=13R.

为进一步计算导线ac中的电流，可绘制出等效电路图.将求解ac电流数值的过程转化成电路问题.这是因为计算电路相关问题过程中，可能会遇到不同开关断开和闭合状态，有时也会出现滑动变阻器滑片出现在多个不同位置等情况，增加了学生求解相关问题时的难度，使得学生对题目出现误判行为.绘制等效电路图，可以让原本看起来复杂的题目，变得更加简单，也在一定程度上提高了学生解题的正确率［4］.

等效电路图绘制过程中，需要注意几点：第一，结合题目，绘制电路元件关系，开关状态灯；第二，结合电流路径情况，使用橡皮擦擦掉电流未经过的元件和断开的开关等；第三，要对题目中的电路方式给出正确分析和判断，明确电流与电压的情况，整理电路图，即可获得等效电路图［5］.

根据该题目中的题干信息，如图3所示：

根据转化后的电路图，发现其属于闭合电路，再使用欧姆定律、串并联电路理论知识，为此题目解决提供思路.外电路并联电阻计算结果为：

R并=13R×23R13R+23R=29R.根据闭合电路欧姆定律内容可知，MP中电流为：I=ER并+r，导线ac中的电流计算公式为：IAC=23I.将上述公式联合后，可以计算出ac的电流大小.即：IAC=2BLv5R.

此题目综合考查了电磁感应问题与电路问题，解题的关键点是整理清楚电源与外电路构造的问题.再根据掌握的电磁学、电学相关理论知识，完成逐层求解.

5 结论

高中物理电磁学知识与该学科其他知识关系密切，是重要的教学内容，在高考题目设计中常以压轴题形式出现.题目设计综合性色彩显著，增加了学生的解题难度.研究中结合一例电磁学电路相关体系，分析了高中物理电磁学相关题目的解题思路和方法.需要认真分析题目，找出关键词；根据题目，运用理论知识；引入相关定律，绘制等效电路图.通过分析，展示解题思路和过程，鼓励学生扎实掌握理论知识，积极总结知识点，探究解题规律，希望能为学生解题能力提升提供支持.

参考文献：

［1］洪天胜.高中物理电磁学的解题方法［J］.数理天地：高中版，2023（16）：18-20.

［2］周乾坤.高中物理电磁学解题方法研究［J］.数理化解题研究，2022（28）：134-136.

［3］张俊杰.生活化教学在高中物理教学中的实践研究——以“电磁学”为例［J］.高考，2022（18）：147-150.

［4］朱小宏.高中物理电磁相关问题解题技巧探究［J］.数理天地：高中版，2023（4）：5-7.

［5］高超.探究高中物理电磁感应解题技巧［J］.数理化解题研究，2022（16）：109-111.