高中物理竞赛中电磁学的解题方法研究探索

　　[摘要]物理是高中阶段的重要学科，也是一门基础的自然学科，电磁学则是高中物理中所需要掌握的重点内容之一，积极的参加各种物理竞赛能够有效地提升物理的解题技巧，以及关于物理的思维模式，对我们的学习十分有帮助。本文针对高中物理中的电磁学有关的竞赛题进行解题策略以及解题技巧的探索解析，希望能对其他老师以及同学有所帮助。

　　[关键词]高中物理；电磁学；竞赛题；解题策略

　　中图分类号：S771文献标识码：A文章编号：1009-914X（2018）06-0250-01

　　通过参加各种物理竞赛的培训以及日常的做题经验，笔者发现，高效率的解题思路以及解题策略对于学习物理学、参加物理竞赛都是十分有帮助的，所以一定要重视培养训练解题的方式方法，这样一方面能够快速提高高中生的物理学习效率、激发学生的学习兴趣；一方面对于物理的思维逻辑能有一定的提高，从而学生的解题能力也会随之提高；另一方面对于参加竞赛的同学，还能够取得十分优异的成绩。

　　一、研究高中物理电磁学竞赛解题策略的重要意义

　　各个学科的竞赛都不同于平时的临时测验，或是期末考试，都有较高的难度，所以想要在竞赛中取得好的成绩平时需要刻苦的训练，但是只有刻苦还远远不够。有很多同学在进行训练的过程中态度非常认真，做题十分刻苦，但殊不知已经走入了题海战术的误区。只重视做题的数量，寄希望于通过多做题来快速提升自己的解题能力，这样的做法基本是没有什么效果的，甚至可能会适得其反。在解决电磁学的问题时，一定要掌握合理的解题方法，不能只是一味的做题，注重数量而忽视质量，只有掌握了正确的解题策略，才能够在竞赛易基平式的学习中取得优异的成绩。所以研究高中物理电磁学竞赛解题策略对同学们掌握解题方法，做题思路都是十分有帮助的[1]。

　　二、高中物理电磁学竞赛中常用的解题策略

　　（一）图像分析法

　　在进行电磁学的解题时，最常用的一个办法也是最直观简洁的的办法就是图像分析法，利用数学的几何图形可以将题目中所表达的物理问题完美的表达出来，并能够直观明了通过几何关系进行题目的分析解答。

　　几个例子：在真空环境当中，有一个中轴线为O，底面半径为r的圆筒形绝缘容器（如图1）。该容器内存在场强均匀方向与轴线相平行的电磁场，电磁感应强度为b，此外在圆筒的H处部位有一个小孔，一个带电量为q、质量为m的粒子以速度v从H处的小孔中进入到了圆筒内部，在经过与圆筒内壁的碰撞后，又從H处得到小孔飞了出来。已知圆通的内壁是光滑的没有摩擦力，带电粒子与圆筒内壁的碰撞均为弹性碰撞，并且碰撞的过程中电荷量没有变化，问：带电粒子的速度v为多少时，粒子与圆筒内壁的碰撞次数最少？

　　对于这道题的解题思路可以这样分析，根据题中所给内容能够知道，题中所说的带电粒子不可能只与圆筒内壁碰撞一次，因为如果只存在一次碰撞，带电粒子会沿着直线方向进行运动，同时圆筒内存在均匀强度的电磁场，在洛仑磁力的作用下，粒子在运动的过程中会发生运动轨迹的偏移现象。所以我们首先可以考虑如果发生两次碰撞是不是正确的答案。根据题意可知，该带电粒子与圆筒内壁的碰撞为弹性碰撞，所以在带电粒子与圆筒内壁发生碰撞之前的速度是不会发生变化的，那么带电粒子如果与圆筒内壁只发生两次碰撞，其运动轨迹应该呈对称状。所以，可以找出圆筒底面圆的三等分点，将带电粒子的运动轨迹于圆形内描绘出来，并找出圆心，参照几何中的一些规律就能够轻松地将这道体解答出来[2]。

　　（二）整体分析法

　　整体分析法就是指将问题中的整体物理系统以及全部过程进行分析的方法。在有些题目中，需要进行研究分析的对象不是单独的一个物体，而是两个或是多个物体，这种问题如果不涉及到求出各个物体之间的相互作用力，可以将这几个物体看作是一个整体进行分析解答；还有一些问题是同一个物体的运动过程是通过其他多个运动过程所构成的，也可以将这几个运动过程看作是一个整体的运动进行分析解答[3]。

　　运用整体分析法解决问题的过程中会出现两种情况。通过研究对象的整体解决问题，在电场中，如果电场内存在两个带电粒子，那么可以将这两个粒子看做是一个整体，可以将这两个粒子之间的库仑力忽略；将过程看作为一个整体进行问题的分析，如果有物体的运动带有多个运动过程，根据具体问题进行分析，可以将这几个运动看作是一个整体来分析解决问题。比如，在同一空间中存在两个紧紧挨着的匀强磁场和匀强电场，某个带电粒子先后进入到磁场与电场中进行运动，由于该粒子在电场与磁场中的受力不同，所以会有不同的运动和轨迹。但是在某些情况中，可以将这粒子的整个运动过程看作是一个整体进行分析，简化计算过程。

　　（三）隔离分析法

　　在研究一个系统内的事物过程中，可以将系统内的某一个物体与其他物体进行隔离的分析方法就是隔离分析法。因为整体是由部分所构成，部分又能够体现出整体的性质，所以在绝大多数情况下，整体分析法与隔离分析法都是结合使用的，具体的使用方法要根据实际问题进行选择。总的来说，当问题中不需要考虑物体间的相互作用力和在运动过程中发生的一些具体细节时，一般先使用整体分析法，反之则要使用隔离分析法，这样能够加快解题速度，提高做题效率[4]。

　　结束语

　　高中物理竞赛中的一个重要的部分就是电磁学，也是物理学中的重点及难点。所涉及到的内容较多包括磁场与电场等。在学习解题的过程中也要通过两种方式进行学习一个是电场，一个是电路。所以一定要理解电磁学的原理掌握电磁学的规律，以及电和磁之间所有的联系才能够对解题有帮助，学习的思维能力在这里就显得格外重要。竞赛试题所要考察的也不仅仅是学生对于知识点的掌握了解情况，考察最多的是对于电磁学的理解程度以及解题策略。竞赛中很多题目都超出了平时所学的知识点范围，难度比较大，所以还要不断拓展自身的知识面，多了解电磁学的相关课外知识，多进行电磁学的相关实验，实践能帮助我们检验真理，大量的实验会使我们对知识的理解更深入。总而言之，在解决问题不论是电磁学还是其他的物理问题，都要多思考，多弄脑，有策略的进行解体，才能够增强我们实际解决问题的能力。

　　参考文献 

　　[1] 田丽.高中物理竞赛中电磁学的解题方法研究[D].湖南师范大学，2014. 

　　[2] 凌大朋.高中物理电磁学竞赛题解题策略探析[J].中学生数理化（学研版），2016，12（4）：43，46. 

　　[3] 刘家福，张昌芳.大学生物理竞赛试题赏析（Ⅲ）--电磁学部分[J].物理通报，2015，22（5）：43-47，48. 

　　[4] 陈少涵.正确理解和应用电磁学中的物理定律[J].中学生数理化（学研版），2016，15（5）：78-79. 

    作者：佩霖