高中电磁学教学中存在的问题及教学策略_电磁学论文

谈高中电磁学的学习中存在的问题及教学策略，本文主要内容关键词为：电磁学论文,高中论文,教学策略论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。

电磁学中的电路问题、动力学问题和动态电路问题等都是高考的热点，但是对于学生的学习来说也是学习的难点，因此在教学中要注意提炼分析思路、解题技巧，要注意总结经验、改进学习方法和教学策略，才能使学生快速掌握相关知识。

本文探讨高中电磁学的学习中存在的以下几个问题及相应的教学策略。

一、“左”和“右”的问题

在高中电磁学的学习中经常要碰到方向的判断问题，如判断安培力或洛仑兹力的方向、磁场的方向、导体电流的方向、电荷运动的方向和导体运动的方向等等，而要判断这些方向需要用到很多定律和定则，如判断安培力或洛仑兹力的方向要用到“左手定则”；判断电流周围的磁场方向要用到“安培定则”；判断电磁感应现象中感应电流的方向要用到楞次定律和右手定则，学生在学习中感到很吃力，头脑混乱，特别是中等偏下的学生，伸伸左手，又伸伸右手，不知如何下手，经过分析思路的提炼总结了一句话——“电磁学是左撇子”，在高中电磁学方向的判断中凡是与安培力或洛仑兹力相关的有关判断都用左手（“左手定则”），与安培力或洛仑兹力无关的其他方向的判断都用右手（“安培定则”、“楞次定律”和“右手定则”），有力用左手，无力用右手，所以说电磁学是“左撇子”，下面举几个例子来说明。

例1 如图1所示，两根平行光滑金属导轨固定在同一个水平面内，间距为L，导轨左端连接一个电阻R，一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放在导轨上，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为B，金属杆在外力作用下以速度v匀速运动，运动过程中金属杆始终与两导轨垂直并保持良好接触。导轨电阻不计。求：

（1）金属杆ab中通过的电流的大小和方向。

（2）金属杆ab受到的安培力的大小和方向。

解析（1）金属杆在磁场中做匀速运动，则金属杆产生的感应电动势为：E=BLv，金属杆中的感应电流为：I=E/（R+r），金属杆中的电流方向自b流向a——右手定则（B～I～v方向）。

（2）金属杆ab所受的安培力。

金属杆所受安培力的方向水平向左——左手定则（B～I～F方向）。

小结判断金属杆ab中的电流方向（B～I～v方向）与力F不相关用右手，判断金属杆ab所受安培力的方向（B～I～F方向）与力F有关用左手。

例2 如图2所示空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一电量为q、质量为m的带正电的粒子从磁场边缘沿垂直于磁场的方向水平射入，带电粒子的速度为v，求带电粒子所受的洛仑兹力的大小和方向。

解析带电粒子所受的洛仑兹力为：F=qvB

带电粒子所受的洛仑兹力的方向：

竖直向上——左手定则（B～v～F方向）。

小结判断带电粒子所受的洛仑兹力的方向（B～v～F方向）与力F有关，所以用左手。

例3 如图3、4所示判断环形电流和直线电流的磁场方向。

解析环形电流中心的磁场方向——垂直纸面向内，直线电流的磁场方向——直线电流左边垂直纸面向外，右边垂直纸面向内；

方法：安培定则（右手）。

小结判断环形电流和直线电流的磁场方向（I～B方向）与力F不相关，所以用右手。

二、“内”与“外”的问题

在电学实验“伏安法”的应用中，电流表的连接——“内接”或“外接”，也是困扰学生的问题，判断方法很多（有直接比较法、临界值计算比较法、和测试判断法等），而且还有口诀“内大外小”，即内接法适合测大电阻且系统误差偏大，但是还是有很多同学不领会，不会判断。判断方法、口诀虽多，但都不太好记，容易混乱。后来看到一句总结很经典——“大内高手、小外低手”，学生一听就记牢了。“大内高手”即大电阻内接法测量值偏高，反之，小电阻外接法测量值偏低，大电阻与小电阻的判断可以通过与临界电阻R=进行比较，若＞R，则为大电阻；若＜R，则为小电阻。