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浅谈高中物理电磁感应的综合应用

2018-04-03练为民

数理化解题研究 2018年19期
关键词:安培力电磁感应导体

练为民

(广西省来宾市来宾高级中学 546117)

一、学习电磁感应的有效方法

对于高中生的物理学习来讲,电磁感应类型的题目有很大的难度.因此,学生如果没有掌握正确的电磁感应的学习方法,他们很容易会在这一部分的学习内容上停步不前.

1.有效地进行预习

在正式开始学习之前,学生应该根据课本上的知识以及辅导书、互联网上自己查的资料来对电磁感应的基础知识进行预习.通过预习的过程,学生们能够对知识内容和知识体系有一个初步的了解,并且能够在预习的过程中有效的发展限制级的不足之处,找到学习过程中存在的问题.就是可以在学生进行预习之前给学生布置几个问题,让学生带着问题来进行预习和思考,这样更容易找到重点的知识,并且让学生在预习的过程中提升自己的自学能力.

2.加强课后的练习

在课堂上跟着教师的脚步进行学习,这样的学习过程还不够完善.如果学生买不能在课后对学过的知识点进行有效的复习,这样的学习过程也是毫无意义的.因此,学生可以采用一些简单的方法来加强自己在课后对知识点的复习巩固,并且能够起到查缺不漏的作用,让学生在复习的过程中对自己不懂得知识点加强理解.比如,学生在课堂学习完成后,可以找一些有关电磁感应的知识和例题来进行练习,或者教师也可以给学生布置一些合适的题目,让学生自主完成.

3.在高中的电磁感应部分的知识点内,学生要掌握的基础知识有六个: 磁和电之间的关系;磁和电之间是否能够相互生成;电磁感应的具体含义;能够产生电磁感应的条件;决定感应电流方向的因素;发电机的原理;在电磁感应的过程中能量如何发生转化.在教学时,教师应该让学生逐渐掌握这几个基础的知识点,然后再在此基础上给学生进行拔高训练,这样学生才能逐渐地掌握电磁感应这一部分所有的内容.

二、有关电磁感应的两大题型的分析

1.电磁感应中的动力学问题

在电磁感应中的动力学问题里涉及到了几个基本的概念:安培力、感应电动势、感应电流.涉及到两个定律:楞次定律、左手定则还有当安培力参与的物体的运动中时,物体是如何发生运动变化的.教师应该先让学生掌握一些基本的概念和公式,并且对定律能够明确的理解和应用,这些定理和公式在课本上都有,学生无论是在预习的过程中还是在老师上课进行讲解的过程中都能够明确地进行学习.只有掌握了基础的知识点,这样才能够在解决动力学问题时理清思路,找到解题的入手点和突破口,更好地解决问题,掌握解题要领.

解决这一问题的过程中的重点难点如下:

首先,学生要能够理解导体的两种运动状态:平衡状态和不平衡状态,准确的讲就是导体在运动的过程中加速度是否为零.

其次,在解答电磁感应中的动力学问题时,有一套固定的解题思路:第一步,学生应该对电路进行分析,在电路图中,学生可以将导体棒看成是一个电源.第二步,学生要对导体棒在磁场中的受力进行分析.第三步,分析电磁感应中的力学问题:当导体处于平衡状态时,导体棒静止或进行匀速直线运动.导体处于非平衡状态时,导体棒运动的加速度不为零.当导体棒处于平衡状态时,根据合外力等于零进行列式计算.当导体棒处于非平衡状态时,学生可以根据牛顿第二定律来进行动态的分析或者结合一些功能关系来进行分析.

除此之外,在电磁感应的动力学问题中还涉及到一个知识点——收尾速度极快收尾情况的分析.这部分知识有一定的难度,学生在学习的过程中可以根据自己的学习状况来选择是否要掌握这一知识点.教师在给学生进行教学时,一定要找到足够的例题让学生从例题中感悟出解题技巧.教师还应该结合正确的教学方法,掌握到学生学习的状态和程度,让学生在保证能够吸收所有的知识时再进行扩展训练.

2.电磁感应中的能量问题

在解决这一部分问题时,学生一定要先理解能量发生转化时的过程:电磁感应发生的过程中,感应电流会在磁场中受到安培力,外力克服安培力的过程中会做功,在这一过程能够将机械能转化为电能,电流做功时再将电能转化为其他的形式的能量.并且学生要了解的能量转化的实质,掌握三种基本的电能计算方法.

解决能量问题时有几个重点难点:

首先,学生应该对电磁感应中的能量转化过程有所了解.闭合电路中产生感应电流就是其他形式的能向电能转化的过程.实质就是与安培力有关.外力克服安培力做了多少功,就有多少其他形式的能转化为电能同理,学生可以推导出安培力做功的过程其实就是电能转化为其他形式能的过程.因此可以得出一个结论,电磁感应的过程中总是伴随着一定的能量转化.

其次,学生要对利用电磁感应中的能量转化进行工作的两种模型的工作原理有所了解,这两种模型分别是电动机和发电机,这两个机器模型都是利用电磁感应之间的功能转化来进行工作的,电动机就是通过安培力做功将电能转化为机械能.而发电机是利用导体棒产生感应电流克服安培力做功将机械能转化为回路中的电能.

此外,学生还应该了解到电磁感应中能量转化问题在解题时的一些基本规律和基本定理:动能定理和能量转化和守恒定律.这两个概念在课本上都有做介绍,学生在课堂上能听到教师的详细讲解,在这里我就不一一做介绍了.

在解决这一类问题有三种基本的思路:利用导体棒克服安培力做功求解;利用能量守恒定律求解;利用电路特征求解.这三种基本的方法都需要学生掌握,这也是最基本的解题方法,只有学生掌握的这三种最基本的解题方法才能将其进行综合运用解题.

解决电磁感应中的能量问题时的基本步骤:第一步,利用法拉第电磁感应定律和楞次定律来确定感应电动势的大小和方向.第二步,根据题目给出的条件画出等效电路图,分析清楚电路图的结构,确定电流的方向,并且求出回路中电阻消耗的电功率.第三步,分析导体在磁场中的受力情况和每个力做功的大小,利用动能定理或能量守恒定律来得出满足题目条件的方程,进而求解.

总而言之,电磁感应是高中物理教学中的非常重点的教学内容,并且在高考中所占的分值非常大.在开展教学的过程中,教师应该发挥好自己的主导作用,要能够培养学生的学习能力和解题能力,让学生掌握基本的解题思路和方法,积极的对题目和知识点进行思考,并且通过完整的学习过程熟练的掌握和运用所学知识.

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