電磁學(xué)學(xué)習的思路
電磁學(xué)學(xué)習的思路
摘 要：中學(xué)物理電磁學(xué)由“場(chǎng)”和“路”兩部分組成，“場(chǎng)”和“路”之間存在著(zhù)內在的聯(lián)系，學(xué)習時(shí)應注意知識學(xué)習與實(shí)驗的融合。
本文就電磁學(xué)部分的學(xué)習提供一些思路。
關(guān)鍵詞：物理 電工 電磁學(xué) 學(xué)習
一、認識中學(xué)電磁學(xué)整體結構
電磁學(xué)包括靜電現象、電流現象、磁現象，中學(xué)物理的重要組成部分，電磁學(xué)的研究范圍是電磁現象的規律及其應用，其具體內容包括電磁輻射和電磁場(chǎng)等。
電現象和磁現象，這兩種現象總是緊密聯(lián)系而不可分割的，在學(xué)習時(shí)應透徹分析電磁學(xué)的基本概念、原理和規律以及它們的相互聯(lián)系，不能孤立地、分散地學(xué)習。
對此，應從以下三個(gè)方面來(lái)認真分析。
1. 電磁學(xué)的兩種研究方式。
整個(gè)電磁學(xué)的研究是以“場(chǎng)”和“路”兩個(gè)途徑進(jìn)行的，這兩種方式均在高中教材里體現出來(lái)。
只有明確它們各自的特征及相互聯(lián)系，才能有計劃、有目的地增強思維能力。
場(chǎng)的方法是研究電磁學(xué)的一般方法。
場(chǎng)是物質(zhì)，是物質(zhì)的相互作用的特殊方式。
中學(xué)物理的電磁學(xué)部分完全可用場(chǎng)的概念統帥起來(lái)：靜電場(chǎng)、恒定電場(chǎng)、恒定磁場(chǎng)、靜磁場(chǎng)、迅變電磁場(chǎng)等，組成一個(gè)關(guān)于場(chǎng)的系統，該系統包括中學(xué)物理電學(xué)部分的內容。
“路”是“場(chǎng)”的一種特殊情況。
中學(xué)物理以“路”為線(xiàn)的大骨架可理順為：靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等。
“場(chǎng)”和“路”之間存在著(zhù)內在的聯(lián)系。
麥克斯韋方程是電磁場(chǎng)的普遍規律，是以“場(chǎng)”為基礎的。
“場(chǎng)”是電磁運動(dòng)的實(shí)質(zhì)，因此可以說(shuō)“場(chǎng)”是實(shí)質(zhì)，“路”是方法。
2. 物理知識規律。
物理知識的規律體現為一系列物理基本概念、定律和原理的規律，以及它們的相互聯(lián)系。
物理定律是在對物理現象做了反復觀(guān)察和多次實(shí)驗，掌握了充分可靠的事實(shí)之后，進(jìn)行分析和比較，找出它們相互之間存在著(zhù)的關(guān)系，并把這些關(guān)系用定律的形式表達出來(lái)。
物理定律的形成也是在物理概念的基礎上進(jìn)行的。
但是，物理定律并不是絕對準確的，在實(shí)驗基礎上建立起來(lái)的物理定律總是具有近似性和局限性，因此其適用范圍有一定的局限性。
庫侖定律是重要的物理規律。
庫侖定律的實(shí)驗是在空氣中做的，其結果跟在真空中相差很小。
其適用范圍只適用于點(diǎn)電荷，即帶電體的幾何線(xiàn)度比它們之間的距離小到可以忽略不計的情況。
歐姆定律是在金屬導電的基礎上總結出來(lái)的，對金屬導電、電解液導電適用，但對氣體導電是不適用的。
歐姆定律的運用有對應關(guān)系。
電阻是電路的物理性質(zhì)，適用于溫度不變時(shí)的金屬導體。
“磁場(chǎng)”這一章闡明了磁與電現象的統一性，用研究電場(chǎng)的方法進(jìn)行類(lèi)比，可以較好地解決磁場(chǎng)和磁感應強度的概念。
“電磁感應”這一章，重要的物理規律是法拉第電磁感應定律和楞次定律。
在這部分知識中，能的轉化和守恒定律是將各知識點(diǎn)串起來(lái)的主線(xiàn)。
本章以電流、磁場(chǎng)為基礎，它揭示了電與磁相互聯(lián)系和轉化的重要方面，是進(jìn)一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎。
電磁感應的重點(diǎn)和核心是感應電動(dòng)勢。
運用楞次定律不僅可判斷感應電流的方向，更重要的是它揭示了能量是守恒的。
“電磁振蕩和電磁波”一章是在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的基礎上結合電磁感應的理論和實(shí)踐，進(jìn)一步提出電磁振蕩形成統一的電磁場(chǎng)，對場(chǎng)的認識又上升了一步。
麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論總結了電磁場(chǎng)的規律，同時(shí)也把波動(dòng)理論從機械波推進(jìn)到電磁波，而對物質(zhì)的波動(dòng)性的認識提高了一步。
3. 通過(guò)電磁場(chǎng)在各方面表現的物質(zhì)屬性，在學(xué)習中建立“世界是物質(zhì)的”的觀(guān)點(diǎn)。
電現象和磁現象總是緊密聯(lián)系而不可分割的。
大量實(shí)驗證明在電荷的周?chē)嬖陔妶?chǎng)，每個(gè)帶電粒子都被電場(chǎng)包圍著(zhù)。
電場(chǎng)的基本特性就是對位于場(chǎng)中的其它電荷有力的作用。
運動(dòng)電荷的周?chē)穗妶?chǎng)外還存在著(zhù)另一種場(chǎng)――磁場(chǎng)。
磁體的周?chē)泊嬖谥?zhù)磁場(chǎng)。
磁場(chǎng)也是一種客觀(guān)存在的物質(zhì)。
磁場(chǎng)的基本特性就是對處于其中的電流有磁場(chǎng)力的作用。
現在，科學(xué)實(shí)驗和廣泛的生產(chǎn)實(shí)踐完全肯定了場(chǎng)的觀(guān)點(diǎn)，并證明電磁場(chǎng)可以脫離電荷和電流而獨立存在，電磁場(chǎng)是物質(zhì)的一種形態(tài)。
運動(dòng)的電荷(電流)產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對其它運動(dòng)的電荷(電流)有磁場(chǎng)力的作用。
所有磁現象都可以歸結為運動(dòng)電荷(電流)之間是通過(guò)磁場(chǎng)而發(fā)生作用的。
麥克斯韋用場(chǎng)的觀(guān)點(diǎn)分析了電磁現象，得出結論：任何變化的磁場(chǎng)能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生電場(chǎng)，任何變化的電場(chǎng)能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生磁場(chǎng)。
按照這個(gè)理論，變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分割的統一場(chǎng)，這就是電磁場(chǎng)。
電磁場(chǎng)由近及遠的傳播就形成電磁波。
從場(chǎng)的觀(guān)點(diǎn)來(lái)闡述路。
電荷的定向運動(dòng)形成電流。
產(chǎn)生電流的條件有兩個(gè)：一是存在可自由移動(dòng)的電荷;二是存在電場(chǎng)。
導體中電流的方向總是沿著(zhù)電場(chǎng)的方向，從高電勢處指向低電勢處。
導體中的電流是帶電粒子在電場(chǎng)中運動(dòng)的特例，即導體中形成電流時(shí)，它的本身要形成電場(chǎng)又要提供自由電荷。
當導體中電勢差不存在時(shí)，電流也隨之而終止。
二、以“學(xué)科體系的系統性”貫穿始終，使知識學(xué)習與實(shí)驗融合于一體
1. 場(chǎng)的客觀(guān)存在及其物質(zhì)性是電磁學(xué)學(xué)習中一個(gè)極為重要的問(wèn)題。
場(chǎng)是學(xué)好電磁學(xué)的基礎和關(guān)鍵。
電場(chǎng)強度、電勢、磁感應強度是反映電、磁場(chǎng)是物質(zhì)的實(shí)質(zhì)性概念。
電場(chǎng)線(xiàn)、磁感線(xiàn)是形象地描述場(chǎng)分布的一種手段，要進(jìn)行比較，找出兩種力線(xiàn)的共性和區別以加強對場(chǎng)的理解。
2. 電磁場(chǎng)的重要特性是對在其中的電荷、運動(dòng)的電荷、電流有力的作用。
認識場(chǎng)和受場(chǎng)作用這兩類(lèi)問(wèn)題的聯(lián)系與區別，比如場(chǎng)不是力、電勢不是能等。
場(chǎng)中不同位置場(chǎng)的強弱不同，可用受場(chǎng)力者受場(chǎng)力的大小(方向)跟其特征物理量的比值來(lái)描述場(chǎng)的強弱程度。
在電場(chǎng)中用電場(chǎng)力做功，說(shuō)明場(chǎng)具有能量。
通常說(shuō)“電荷的電勢能”是指電荷與電場(chǎng)共同具有的電勢能，離開(kāi)了電場(chǎng)就談不上電荷的電勢能了。
3. 認真做好演示實(shí)驗，使場(chǎng)抽象的概念形象化。
演示實(shí)驗是非常重要的措施。
把各種實(shí)驗做好，不僅易于接受知識和掌握知識，也是基本技能的培養和訓練。
自己動(dòng)手做實(shí)驗，加強對實(shí)驗現象的分析，從實(shí)驗觀(guān)察和現象分析中來(lái)發(fā)展思維能力。
從物理學(xué)的特點(diǎn)與對中學(xué)物理教學(xué)提出的要求來(lái)看，應著(zhù)力培養獨立實(shí)驗能力和自學(xué)能力，使知識的傳授和能力的培養統一在使自己真正掌握科學(xué)知識體系上。
4. 培養綜合運用所學(xué)物理知識去分析和解決問(wèn)題的能力。
學(xué)習電磁學(xué)首先要抓住場(chǎng)和路這兩個(gè)方面，正確理解基本概念，切實(shí)掌握基本規律。
在此基礎上還應該注意有關(guān)綜合題的解法。
解答綜合題時(shí)，首先應搞清不同的運動(dòng)形式或不同的物理過(guò)程是怎樣聯(lián)系在一起的。
一般聯(lián)系渠道有兩條：一是力，二是能，從而形成兩條解題思路。
從力的角度考慮，全面分析受力情況(三種性質(zhì)的力和電磁場(chǎng)力)并和運動(dòng)狀態(tài)的改變聯(lián)系起來(lái)。
從能的角度來(lái)考慮，緊緊扣住能的轉化和守恒定律，從而認識能的轉化和守恒定律的正確性和普遍性。
明確：能量的不同形式，就是物質(zhì)運動(dòng)的不同形式;能量由一種形式轉化為另一種形式就是物質(zhì)運動(dòng)由一種形式轉化為另一種形式;能量不能創(chuàng )生也不能消滅，就是運動(dòng)的不可消滅性。
總之，物理電磁學(xué)的學(xué)習既能發(fā)展智力，又能培養能力。
只有運用科學(xué)的方法，加強實(shí)驗能力和自學(xué)能力的培養，調動(dòng)學(xué)習積極性，才能真正學(xué)好電磁學(xué)。
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