高中物理电学知识的学习难点及解题技巧

【摘要】物理学科是整个高中阶段非常重要的一门学科，对学生综合能力的提高能产生极其重要的影响。进入高中阶段后，物理学科的学习范围逐步扩大，增加了学习难度。同时，该学科涉及的知识点较多，其中电学知识就是学习的重难点。为了提高学生学习电学知识的效率，文章基于学生学情，对一些易错考点通过具体题目举例，用模拟法、等效法、图象法、极端法等提出一些解题技巧。

【关键词】高中物理；电学知识；技巧；解题技巧

【中图分类号】G633.7【文献标志码】A【文章编号】1004—0463（2024）24—0125—04

高中阶段的电学知识涉及静电场理论、电流电路分析计算、电磁感应交变电流等相关知识。这部分知识点只有掌握其中的概念和规律，才能真正提高学生的理论和实践能力。然而，电学知识的内容较多，且应用相当广泛，并且这部分知识点多、公式多、重难点多、考点多、缺乏趣味性，也使学习的难度相对增加。为了让学生掌握高中物理电学知识的解题技巧，教师很有必要结合实际情况提出有关的解题技巧，深化物理学科教学改革。

一、高中物理电学学习难点

（一）理论概念复杂

概念知识的学习本来相对简单，但是高中物理电学知识点概念多且烦琐、趣味性差，需要学生记忆的公式结论很多，而且公式结论之间还有关联性，需要掌握以前的知识才能更好地应用所学的内容。这就显得很多学生学习稍微懈怠，就会出现对基本概念的内容把握不透、理解不足的问题，导致知识点混乱，捋不清、理不顺。若基础概念掌握不扎实，自然无法深度学习电学知识，从而失去学习兴趣，更无法更好地学习好这部分知识。此外，学生对基础知识的掌握不够，无法灵活使用，问题解决的效率不高，很大程度上增加了学习的难度，导致不能取得理想的成绩[1]。

（二）物理过程抽象

整个高中阶段所学的物理电学知识抽象性较强，学生缺乏感知认识，又无生活体验。受到篇幅限制，教材中主要简单地介绍了相关的概念和定理，无法详细地给学生介绍物理知识的过程原理。这导致学生在学习电学知识期间，无法根据直观单纯的文字描述去构建物理模型。比如，电场中的电场强度的大小与方向这部分内容，我们无法通过肉眼看到电场，但是其又是真实存在的。结合实际情况可知，部分学生学习这部分知识点时无法直观地认识电场强度的大小和方向，自然无法全面了解所学的知识。

（三）实验效果差，实践解题更困难

物理电学教学期间，实验是相当重要的一部分内容。但是实际操作比较复杂、还需要掌握很多实验技巧和注意事项，这就导致实验效率不高。学生参与实验的积极性低，还耗费较大的时间与精力，无法高效地解决问题，不利于发展学生的物理思维。但为了促进学生更好地掌握所学的物理知识，又需要让其在解题中达到预期的目的。加之电学题目类型较多，选择、实验填空、计算甚至压轴题，等等，涉及不同的解题方法和技巧让学生面对题目无从下手。导致学生无法灵活应用所学的物理知识解决问题。

二、高中物理电学易错考点的解题技巧

（一）模拟法解题技巧

模拟法这一解题方法主要是化复杂为简单，对电学问题进行解决的过程中，学生就题目中已知的条件进行分析，让问题的解决变得更为简单。这一关键点的解决，可以让抽象复杂的物理问题向常见的物理模型转变，从而借助电学有关的知识和规律对这一问题进行解决[2]。应用这一方法解决问题的过程中，需要学生认真地审题、分析、再现、建模和运算等。比如，图1有一个圆弧AB均匀带电，电荷量为Q，其圆弧与之相对应的圆心角度为240°，若其中圆心O处场强为E0。将其沿对称轴，切掉一半后剩下AC一半，那么AC在圆心O产生的电场强度是多大？

解析：其中圆弧为特殊对称的形状，考虑到学生对这一问题比较熟悉，因此在模型构建的过程中合理利用模拟法。所以，补全圆环是对这一问题进行解决的主要途径，补全形成完整的圆后，可以分析出圆心处合场强为0，补全部分圆心为120°。按照场强的叠加原理可以求出被补全部分的场强为-E0（等大反向），补全部分恰好是圆弧切掉一半的样子，就可以准确求出AC这部分的场强也为E0。

（二）等效法解题技巧

电学知识解题的过程中应用等效法也可以将复杂的问题变得简单。对这一方法进行应用的过程中，对复杂电路要做出等效电路图，课本中所讲的内、外电路的总电阻也指的是等效电阻[3]。比如，在图2所示的电路中，电池的电动势E=5V，内电阻r=10Ω，固定电阻R=90Ω，R0是可变电阻，R0由零增加到400Ω的过程中，当R0为何值时，R0消耗功率最大，最大值为多少？

解析：电源内阻为定值时，电源的输出功率在当外电阻等于内阻时，电源的输出功率有最大值。但在讨论R0的功率时，由于R0不是整个外阻，所以在分析过程中如果把电源与R的串联等效成一个新电源，R0就为这个新电源的外电阻，而新电源的内阻r’=r+R。

（三）图象法解题技巧

图像法指的是以题意为基础，借助画图的方法对解题内容进行把握，将复杂的问题变得更为简单。比如，2024年高考物理甘肃卷第12题中：精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电流表内阻的影响。可用器材有：电压表（量程1.5V，内阻约为1.5kΩ）、电流表（量程0.6A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和RA表示，调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的U-I图象。则待测干电池电动势E=__V（保留3位有效数字），内阻r=__Ω（保留1位小数）。

解析：根据闭合电路欧姆定律可得：干电池电动势E=U+I（r+RA）。

由E=U+I（r+RA），可得：U=E-I（r+RA）

由图4的U-I图象斜率与纵截距可得：E= 1.40V。

斜率：r+RA=（1.40-1.00）/0.20Ω

其中：RA=1.0Ω

解得：r=1.0Ω

物理图象是物理知识的重要组成部分，利用图象提取物理信息是近年来高考考查的热点，并且在电学实验中对图象的考查尤为突出。那么从图象中获取信息就要一看轴二看点三看斜率四看截距五看面积六看渐近线。通过发挥图象的作用，对相关题意进行表达，且图象的内涵相当丰富，具有较高的综合性，适用于对电学有关的问题进行解决，进而更好地解决形、数与意等问题。解题的过程中，可以发挥图象的作用，深刻地掌握所学的物理问题，简化解题的过程，确保学生解决问题时始终保持较高的自信。

三、高中物理电学知识易考题型的解题策略

（一）电学选择题的解题策略

电学是高中物理中很重要的分支，要考查的知识点较多，一道选择题往往就可以涉及很多的考点，在历年的高考中必定会有以选择题型出现的题目。对这类题目要掌握的解题策略是：一是要注意力高度集中地审题，迅速捕捉题目中的关键信息；二是要注意题干要求，利用排除法、直接计算法、图象分析法、类比推理法等作出判读；三是要及时总结解题过程中使用的方法和技巧，反思解题过程中的思维盲点和错误，提高解题能力。

（二）电学实验题的解题策略

近年来，随着新课程改革的不断推进，不管是新高考还是老高考，全国卷还是地方卷都把高中电学实验作为高考实验考查的必考内容，且高考中的电学实验题目可以涉及的知识面广。出题方式新颖独特，题目类型千姿百态，除了源自教材的基本题型，还可以对实验变化、创新、组合和延伸。比如，2024年甘肃省高考物理卷第12题就是一道9分电学实验考题，该题是精确测量干电池电动势和内阻需要分别考虑电流表和电压表内阻的影响所设置的题目，这道题看似源于教材对基本理论的考查，但又有高于教材，侧重对理论的应用和拓展[4]。这一类题目的解题策略是：一是要认真审题分析问题，及时标记捕捉题目中的电路关系；二是要理解实验的基本原理，熟悉实验的器材，根据题目中的实验方案、电路特征，分析已知量和未知量的关系；三是要在分析数据时利用数学方法、物理定律选择合适的公式求解；四是要总结反思解题思路、明晰解题程序，思考实验中的创新性。学生根据实验目的结合自己所学的知识和平时积累的方法经验，从理论到实践、从数据处理到误差分析、从操作到综合应用拓展思路提升能力。

（三）电学计算题的解题策略

1.电磁场类综合应用问题的解题策略。电磁场类计算题是带电粒子在匀强电场、磁场或组合场（电场、磁场、重力场依次出现）、叠加场（空间同一区域同时存在两种以上的场）中的运动，是高考常考的题型。比如，2024年高考甘肃卷的最后一道压轴题就以质谱仪的原理为情景设置了带电粒子电磁场中运动的题型[5]。该类题型解题的策略是：一是按照带电粒子进入不同场的顺序分阶段研究；二是明确带电粒子在各场中的受力情况和运动情况；三是作出粒子在不同场中的运动轨迹，做相应的辅助线找到几何关系，选择物理公式，列方程求解；四是要明确粒子在场交界位置处的速度大小与方向，因为该速度是联系前后运动过程的桥梁；五是要总结解题方法，提高综合分析能力。

2.电磁感应综合应用问题的解题策略。这类问题一般解题策略是：一是先电后力。先分析“源”——明确电路中由电磁感应所产生的电源，由法拉第电磁感应定律求出电源的两个参数E和r；二是分析“路”——明确电路结构，弄清串、并联关系作出等效电路，利用欧姆定律或闭合电路欧姆定律求相应部分的电流大小；三是进行“力”的分析——要确定力学研究对象（如金属杆、导体线圈等）并对其进行受力分析，尤其注意其所受的安培力[6]；四是进行“运动”状态的分析——根据力和运动的关系，结合牛顿运动定律判断出正确的运动模型；五是“能量”的分析——寻找电磁感应过程和力学研究对象的运动过程中能量转化和守恒的关系。

因此，为了促进学生提高自身的电学知识解题能力，教师要在电学教学活动开展期间发挥实践的作用，促进学生的认知能力得到进一步强化，拓宽其知识面，让其高度重视物理学科的学习，使其在学习中提高自身的动手操作能力，让其在学习中不断总结经验教训，巩固基础知识，提高学生对电学基础知识的掌握，促进学生全面发展。

参考文献

[1]陈小丽.高中物理电学知识的解题技巧分析[J].数理化解题研究，2024（04）：120-122.

[2]惠晓爱.高中物理电学难点与教学对策[J].山西教育（教学），2020（06）：61-62.

[3]靳朗.物理电学综合习题的解题思路[J].试题与研究，2020（15）：23-23.

[4]潘师安.高中物理电路知识的学习方法及解题思路分析[J].考试周刊，2019（94）：139-140.

[5]王永刚.高中物理电学知识的学习心得和解题方法[J].当代家庭教育，2019（30）：96.

[6]徐锦瀚.高中物理电学知识的学习心得与解题技巧阐释[J].物理通报，2019（05）：113-115.

编辑：张昀