高中物理电磁学模型总结

关键词： 电磁学 高中物理 电磁 现象

高中物理电磁学模型总结（精选15篇）

篇1：高中物理电磁学模型总结

：高中物理电磁学模型总结

电场：

几种典型场的电场线； 几种典型场的等势面；平行板电容器；

带电粒子在电场中平衡； 带电粒子在电场中加速； 带电粒子在电场中偏转

恒定电流：

电流表的内外接；

滑动变阻器的分压和限流接法； 测定金属电阻率； 伏安法测电阻； 电流表改装电压表； 测电池的电动势和内阻； 简单逻辑电路； 电路的简化； 电路动态分析；

含有电容器的电路分析； 电源如何获得最大输出功率； 电路故障分析

磁场：

直线电流的磁场（三图）； 环形电流的磁场（三图）； 通电螺线管的磁场（三图）；

磁场对通电导线的作用（安培力）； 磁场对运动电荷的作用（洛伦兹力）； 速度选择器； 回旋加速器；

带电离子的磁场中运动

电磁感应： 磁通量；

法拉第电磁感应定律； 导线切割磁感线； 电磁感应的本质； 楞次定律； 无源滑轨；

日光灯工作原理； 感生电动势； 动生电动势； 感动同生电动势；

交变电流：

远距离输电； 变压器工作原理；

交变电流的定义和特点； 峰值； 有效值； 瞬时值；平均值； 电磁波原理

篇2：高中物理电磁学模型总结

电磁感应

1.[感应电动势的大小计算公式]

1)E＝nΔΦ/Δt（普适公式）｛法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率｝

2)E＝BLV垂(切割磁感线运动)

｛L:有效长度(m)｝

3)Em＝nBSω（交流发电机最大的感应电动势）｛Em:感应电动势峰值｝

4)E＝BL2ω/2（导体一端固定以ω旋转切割）

｛ω:角速度(rad/s)，V:速度(m/s)｝

2.磁通量Φ＝BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}

3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定｛电源内部的电流方向：由负极流向正极｝

*4.自感电动势E自＝nΔΦ/Δt＝LΔI/Δt｛L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大)，ΔI:变化电流，?t:所用时间，ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)｝

注：(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定，楞次定律应用要点〔见第二册P173〕

(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化；(3)单位换算：1H＝103mH＝106μH。

篇3：电磁炮物理模型构建与系统实现

快速打击已成为现代军事斗争的新常态,导弹在其中扮演越来越重要的作用。从突防和反导的两个角度看,如何在极短时间内发射高速、高能、高发射精度的抛体,已成为一项重要的任务。

电磁发射具有储能密度高,初速度大、射程远,动力来源简单、成本低,无烟无光、隐蔽性好,易于调整发射角度、精度高,工作稳定、重复性好等的优点,是一种快速、高效的发射手段。不仅如此,电磁发射在舰载机起飞中也具有重要的应用。

电磁炮又称为脉冲能量电磁炮,设计中是根据电磁感应原理展开并实现的发射技术,就是通过电磁相互作用,使抛体具有极高的发射初速度,再利用其动能杀伤目标的武器系统。 按照结构不同,电磁炮可分为轨道电磁炮、线圈电磁炮和磁力线重接炮三种。本文研究的电磁炮则为线圈电磁炮[1]。

1电磁炮物理模型构建

线圈电磁炮主要由炮筒、激励能源、放电触发控制开关和抛体等部分组成。炮筒上密绕单级或多级励磁线圈,激励能源为大电容电容器。控制放电触发控制开关,使放电电路接通,有瞬时脉冲大电流通过线圈,线圈产生磁场。抛体又分为线圈抛体和铁磁质抛体两种。励磁线圈产生的瞬态变化磁场使线圈或铁磁质抛体产生感应电流或磁化,进而形成相互吸引的磁力,从而驱动线圈或铁磁质抛体运动。综上可知,励磁线圈产生的磁场在空间的分布研究,和线圈或铁磁质抛体所受磁力及运动方程分析等内容,即是电磁炮物理模型构建的核心内容。

1.1励磁线圈激发磁场的空间分布

设充当励磁线圈的螺线管内径为R,长度为l,单位长度上的匝数为n,如图1所示。图中上下阴影矩形表示螺线管, 以螺线管的中心对称轴为x轴,螺线管中点记为x轴的坐标原点O。轴上任意一点P( x,0) 的磁感应强度如式( 1) 所示[2]:

当l≥R且在螺线管内部,近似有: B = μ0ni

螺线管两端附近磁场发散。端口处的磁感应强度:

端口外侧靠近端口附近P( x,r) 点的磁感应强度则如式 ( 2) 、( 3) 所示[3]:

其中,Bx是磁感应强度的轴向分量,By是磁感应强度的径向分量; x是P( x,r) 点到螺线管中心点的轴向距离,r是P( x,r) 点到轴线的径向距离。

1.2线圈或铁磁质抛体磁力计算

设铁磁质抛体在螺线管端口外侧,距离为x - l/2( 抛体初始位置) ,若x - l/2远小于螺线管的长度l,则抛体处磁场强度可近似为:

穿过抛体截面的磁通量:

根据磁通连续定理和电感的定义,螺线管的电感为:

系统总能量为:

根据虚功原理,抛体沿轴向的相互作用力为:[4]

负号表示抛体所受的力为吸引力。

磁场在螺线管中心点处取极大值。如果将抛体放在螺线管中心,存在:

说明抛体在螺线管中心时,所受轴向力为0。

1.3运动学分析

根据牛顿第二定律,可得线圈或铁磁质抛体的运动学微分方程为:

2单级电磁炮设计与实现

单级电磁炮结构示意图如图2所示。

单级电磁炮等效电路如图3所示。

通过外触发控制继电器开关右接通,电容器与励磁线圈构成闭合回路,电容器放电。瞬时脉冲大电流流过线圈,产生强磁场,磁化并吸引抛体,使抛体获得向前运动的速度。

单级电磁加速器电路中与线圈并联的续流二极管的作用是,当电容放电到电压为零时,由于电磁感应,线圈中的电流不会立刻消失,反向电流会给电容充电,续流二极管可全部分担次反向电流,保护电容器的安全。

实验发现,抛体相对励磁线圈的初始相对位置不同,励磁线圈对抛体的吸引力和所做的功均不同,线圈的加速效果也不同。

研究抛体相对励磁线圈相对位置与抛体获得的初速度之间的关系,实验结果如表1所示。对单级电磁炮而言,可以获得最大的出射速度。对多级电磁炮而言,可以设计控制时序关系,选择恰当的放电时机,获得最大的二级线圈能量转换效率。

单级线圈电磁加速器电容器充电电压与抛体出射速度的实验数据如表2所示。

3多级电磁炮设计与实现

从表2可得,在放电电容器给定的情况下,电容充电电压越高,电容器储存的电磁能越高,抛体出射的初速度越大。

电容器电容和线圈、回路电阻构成LCR回路。改变电容器的电容值,会改变放电电路的时间常数,进而影响能量转换效率。受电容器耐压值的限制,增大放电电压也存在一个上限。因此,抛体要获得尽可能高的出射速度,选择多级电磁炮接力加速,是一个技术上可行且有效的办法。

图4是二级电磁炮结构示意图。图5是多级电磁炮控制原理逻辑框图。与单级电磁炮相比,除了有2个励磁线圈外,核心部分是红外传感器和单片机控制电路。初级电磁炮加速的抛体在进入二级电磁炮之前,到达位置ai时,被红外探测器接收,进而通过单片机控制,触发二级电磁炮继电器开关接通,电容器放电,实现多级电磁炮接力加速,使抛体获得更高的出射速度。

考虑到红外探测器具有响应时间短,便于时序设计和单片机控制实现等因素,实验中选择红外探测器进行第二级励磁线圈放电电容的外触发开关控制。该探测器小巧精致,可紧贴炮筒放置,能克服其探测精度偏低的缺点。

单片机居于本系统的核心,基于系统要求的瞬时放电响应时间短、功耗低、抗干扰性能好等特点,本设计选择了STM32F103C8T6单片机。该型单片机除满足上述特点外,还进一步表现出资源配置丰富灵活、数据处理快、供电时引脚电平不跳变、运行稳定、性价比高等一系列优点。

红外探测器到次级电磁炮励磁线圈端口的距离ai的计算公式为:

其中,vi是抛体经过第i级线圈加速后具有的出射速度, τi + 1是第i + 1级线圈红外传感器的探测时间和电磁继电器的驱动相应时间之和。

多级( 二级) 电磁炮电容器充电电压( 实验中两级励磁线圈放电电容的充电电压相等) 与抛体出射速度的实验数据如表3所示。

从表3可以得知,由于精确研究了抛体出射速度与初始位置的关系,系统时序选择正确,控制精细,二级转换效率高,达到系统设计目标。

4结束语

( 1) 根据电流激发磁场和电磁感应原理,进行了电磁炮物理模型构建。

( 2) 实验研究了单级电磁炮抛体出射速度与电容器充电电压的关系。

( 3) 实验研究了单级电磁炮抛体初始位置与出射速度之间的关系,为多级电磁炮时序控制奠定了理论基础。

( 4) 实验研究了二级电磁炮抛体出射速度与电容器充电电压的关系。

篇4：高中物理电磁学的若干问题

关键词：高中物理；电磁学教学；教材分析；教学对策

改革开放以来，我国社会经济发生了巨大的变化，社会经济体制正在发生改变，我国的教育体制也在进行改革。高中课程改革正在与时俱进，教材体系也在不断完善。高中物理教材的编写更加注重理论与实际的联系，更重视物理知识在实际生活中的应用。物理教学目标更加重视学生能力的培养。电磁学是高中物理中的重要内容，提高电磁学的教学效果，是提高学生物理学习能力，强化物理知识的重要前提。

一、高中电磁学教材分析

自然界到处存在着电磁运动，它是物质运动的基本形式之一。在高中物理中主要研究的是电磁学的基本规律和应用范围，主要内容包括：静电、电流、磁现象以及电磁辐射和电磁场。教师为让学生更简单的理解电磁现象，一般把电和磁现象分开讲解。其实，在现实生活中，电和磁是紧密联系在一起的。所以，教师在教学过程中自身要充分掌握电磁学的相关内容，能做到由部分再到整体，实现综合教学的目的。

1.电磁学研究方式

高中对电磁学的研究主要包括“场”和“路”的方法。运用这两种方法，需要教师向学生阐明二者之间的区别与联系，并采用适当的教学方法，培养学生学习电磁学的兴趣。“场”在物理学电磁学研究中应用的最为广泛。“场”在物理解释中是自然界物质之间相互作用的关系，所以，在进行电磁学解释中就需要用到“场”，如：电磁场、静电场等。

2.高中物理知识定律

教师在讲解某一个定律时，首先可以引导学生注意到这种物理现象，通过学生的亲手实验得出与定律相似的结论，然后对实验对象之间的关系进行分析，从而总结出实验的恒定关系，并要求学生试着用一个定理的概念表述出来。物理定律不是孤立的，一个定理一定与其他的物理概念存在一定的联系。而且定律都是有前提才发生的，一旦超过这个前提，就有可能不会发生。比如，教师在讲授恒定电流这一章时，这一章总共有电阻、欧姆和焦耳三个定律。欧姆定律主要是在金属导电性质的基础上总结出来的，适用于金属导电的范围，不适用于气体导电的范围。而电阻定律是关于电路的物理性质的总结，只适用于温度不变的金属导体。

3.通过电磁场的讲述，确立世界是物质的观念

大量的实验证明，电荷的周围存在着电场，电场包围着每个电粒子。而电场对场中的电荷具有力的作用。在运动中的电荷的周围不仅有电场还有磁场。磁场是客观存在的物质，只要借助一定的手段就可以使磁场现出原形，从而被人们的肉眼看到。而磁场对于场中电流具有磁力的作用。由此可知，磁场是一种物质。

二、高中电磁学教学对策

1.电磁学的教学要有章可循

在高中物理电磁学的教学中要做到贯穿学科体系，帮助学生既能掌握知识也能提高能力。如：电磁学中，“场”的存在是很客观的，教师在电学的教学过程中要重视“场”的讲解。利用电场强度、磁场感应知识的讲解和实验让学生了解场的性质和概念，同时可以借助电场线和磁感线来描述“场”的分布，寻找二者之间的差别和共性，从而让学生确实理解“场”。同时可以采取一些新颖且有实效的教学方法进行教学。如：逆向思维法主要运用于已知矛盾和未知矛盾发生冲突的时候，这时需要人们打破常规的思维模

式，从反方向考虑问题。比如：学生知道电流会在周围产生磁场后，激发学生思考是否可以利用磁场产生电流，促进学生进一步学习。

2.重视实验操作对电磁学教学的意义

物理实验可以帮助学生更进一步的理解物理现象和定律，

所以，教师做好实验演示以及学生动手实验在高中物理电磁学的学习中非常重要。让学生动手做实验，不仅有利于学生掌握物理知识还有利于提高学生的实验技能。如何引导学生通过做实验来分析实验现象，并从实验现象中利用发展性思维得出物理定义，是高中物理教师教学水平高低的重要体现。培养学生独立进行实验和自学物理知识的能力是高中物理知识的要求。所以，教师应该设置新颖的物理实验提高学生学习电磁场知识的兴趣，从而提高教学效果。并且通过实验现象激发学生做实验的兴趣，以此刺激学生的求知欲望，培养学生严谨和实事求是的求学态度。

3.培养学生利用物理知识解决问题的能力

在高中物理教学中，让学生运用所学的知识去分析和解决问题非常重要。在电磁学的学习过程，教师首先要抓住“场”与“路”的学习，确保学生能够正确地理解其概念，掌握基本规律。其次，要重视学生解决关于电磁学问题的培养。教师在教学生解题时，应该讲解不同的运动形式是通过何种方式联系在一起的，在物理中一般有“力”和“能”两种，从而确定解题的思路，形成解题思维。

高中物理学习是高中学生学习的重要内容，物理教师在进行物理教学过程中应该以提高学生的学习能力为主要目的来制订教学计划和内容。高中物理电磁学的内容非常重要，是学生学好高中物理知识的关键也是以后继续物理研究的基础，所以，教师应该从以下几方面着手确实提高教学效果，帮助学生更好地学习物理知识。首先，教师应该认真研究新课标的教学目的和新的物理教材体系，把握电磁学的教学要求和目的。其次，依据电磁学的“场”与“路”的研究方式，对学生进行电磁学知识讲解。再次，在电磁学的教学过程坚持电磁学知识的系统贯穿，让学生充分掌握电磁学知识。最后学会利用物理实验帮助学生学习电磁学知识，利用实验将抽象的知识形象化，让学生更直观的接受物理知识，提高学习兴趣。相信通过广大教师的共同努力，高中电磁学教学定会迈上一个新台阶。

参考文献：

[1]唐海林.新课改下高中物理的创新教学[J].现代教学，2010（7）.

[2]赵云龙.跨越初高中物理台阶：新高考下的高中物理教与学[J].高考研究，2012（5）.

篇5：高中物理电磁学的教学方法

高中物理电磁学的教学方法【1】

【摘 要】从电磁学内容及教学中的地位来看，电磁学对于提高学生的科学文化素质起到了非常重要的作用，在高中物理教材中电磁学知识占据非常大的篇幅，还涉及到了很多有关电磁理论的研究领域。

基于此，文章从不同角度针对如何创新高中物理电磁学教学进行了分析和研究，以期本文的分析可以为同行人士的研究提供一些参考或者借鉴。

【关键词】高中物理;电磁学;教学方法;创新

随着近年来科技水平的不断提升，电磁技术在人们的日常生活以及很多高科技研究中得到了广泛应用。

在高中物理教学中电磁学是一个非常重要的分支，在高中阶段的物理教学中电磁学教学占据非常重要的地位，同时电磁学涉及的领域极为广阔，在当前新课标的要求下，有必要针对电磁学理论知识展开系统研究，同时培养高中学生的学习能力和学习方法，从而更好的利用学到的电磁学知识对现实生活中遇到的相关电磁问题进行解决。

一、高中物理电磁学教学中存在的问题

电磁学在高中阶段的物理教学中是一个非常重要的斑块，将电磁显现和电磁运用研究好，对于学科发展及社会生产都会起到非常重大的作用。

当前高中物理教学中介绍了电流磁现象、静电感应等相关电磁现象与应用方面的知识，这些内容表面看起来和其他知识点没有关系，实际上各版块之间都是息息相关的[1]。

不管是磁场还是电场都有力的作用存在，因此将电磁学部分内容学好，对于其他内容的学习也会起到一定作用。

然而，当前很多教师始终在利用传统教学方法对电磁学这部分内容进行教学，在教学实践过程中暴露出了一些问题，值得我们进行深入研究。

(一)教学模式单一

利用传统教学方法进行电磁学部分的教学，整堂课都呈现出一种“教师讲，学生听”的局面，教师为了能够顺利将自己的教学目标完成，只是将书本上的知识内容原原本本教授给学生，并没有针对电磁学部分内容展开深入讲解，同时也很少会引导学生参与实验活动，或者利用其他教学模式展开教学，因此，在这种教学方法之下大大降低了学生对电磁学的理解，学习效率没有得到提升，大部分学生对电磁学内容的理解不够深入，甚至部分学生产生了“怕学”的心理。

(二)教师过于重视教学结果

基于当前应试教育的大背景，我国高中教学的目标在于提升学生的解题能力，教学过程以提升学生考试成绩为根本出发点，严重忽视了对学生独立思考能力及动手能力的培养，同时也忽视了对学生团队合作意识的培养[2]。

从高中物理教学电磁学这部分教学内容来看，大部分教师只会以书本内容为参照，将教材中的公式、定理及结论教授给学生，对如何得到结论的过程很少会提及，学生大部分精力和时间都会花在做题上，这严重影响了学生对电磁学这部分内容的理解，大部分学生都是知其然而不知其所以然，虽然中教学模式下教出的学生大多数成绩比较好，但是并不代表学生真的将这部分内容学好了，从长远角度来看对物理学的进步及发展造成了严重的不利影响。

二、高中物理电磁学教学方法的创新路径

(一)有效掌握电磁学研究方法

可以将高中物理电磁学分成“场”与“路”两部分进行研究，这两种方法都在高中物理教材中有所体现，只有对二者的特征及相互联系进行明确，才能进一步提升学生的思维品质，这对学生思维能力的提高非常关键。

其中，场的方法是电磁学研究的一种重要方法，场是物质之间相互作用的一种特殊方式，中学阶段电磁学可完全可以利用场的概念统领起来，恒定电场、静电场及横店磁场等，这些不同的“场”围绕场系统组成了这部分教学内容。

而“路”作为场的特殊形式之一，中学阶段主要涉及到了直流电路、经典路及振荡电路等几方面内容，场和路之间存在某种内在联系，从根本上分析场是实质，路则作为方法而存在。

掌握了以上研究电磁学的方法以后，学生就可以更加深入的理解电磁学，这对教学质量的提升具有非常重要的意义。

(二)激发学生对电磁学部分内容的兴趣

兴趣是最好的老师，如果学生对学习没有兴趣，那么教学效果必然不会很好，因此激发学生对电磁学的兴趣非常重要。

首先，教师应该使学生感受到生活中随处可见电磁现象，例如每个人都曾亲身经历过静电感应，同时还要让学生认识到电磁部分内容在高中物理教学中的重要性。

此外，在教学课堂中教师还可以利用幽默的语言在课堂中活跃气氛，激发学生的学习积极性，即使遇到了不懂的地方也可以勇敢的提出来，这样一来教学效率必然会有所提高，要想将电磁学这部分内容学好也不再是一件难事。

(三)丰富电磁学内容教学的模式

在传统教学模式影响下，学生们感觉物理学科非常枯燥无味，大大影响了学生的学习效率，在高中阶段电磁学占据了非常大的一部分，作为教学难点和重点而存在，因此，为了能够将这部分内容学好，教师必须对积极丰富当前的教学模式，以激发其学生对电磁学的学习兴趣，这对提升学习效率非常重要。

结语

综上所述，在高中物理电磁学教学过程中，教师应该与学生共同努力，紧紧跟住时代发展的步伐，对自己的教学方法进行创新，明确各阶段学习的教学目标，引导学生展开学习，同时还要要求学生提升自己的自主学习能力，这样才能将电磁学这部分内容扎实的学好。

总之高中物理教学中电磁学占据非常重要的地位，发挥着不容忽视的作用，教师必须利用多种方法激发学生的学习兴趣，利用科学研究方法，对学生的智力和能力进行开发和培养。

篇6：高中物理电磁波谱教案

1.掌握波长、频率和波速的关系。知道电磁波在真空中的传播速度跟光速相同。

2.了解电磁波谱是由无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、v射线组成，能够知道他们各自的特点与重要应用。

3.了解电磁波具有能量。了解太阳辐射大部分能量集中的波长范围。

【教学过程及内容】

[知识回顾]

电磁波的发射与接收

[合作探究]

1.概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们 排列成谱 ，频率逐渐

从左向右频率逐渐增大，波长逐渐减小

不同的电磁波由于具有不同的 ，才具有不同的特性

2、无线电波

范围：波长 ，频率

应用：广播、电视、天体物理研究，微波炉中的微波也是无线电波

3、红外线

范围：波长比无线电波 ，比可见光

特点：红外线具有 ，任何物体都能辐射红外线，温度 ，红外辐射越强

应用：① ② ③

4、可见光

波长范围：

包含七种颜色的色光：红、橙、黄、绿、蓝、聢、紫

作用：

5、紫外线

波长范围：

特征：具有较大的

应用：①杀菌②促进钙的吸收③防伪(例：验钞机)

危害 ：过量的紫外线照射会

6、x射线和γ射线

范围：

x射线应用：① ② ③ )

γ射线应用：① ②金

三、电磁波的能量

麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，这说明电磁波是一种客观存在的物质

例：我们可以利用微波对食物进行加热，光是一种电磁波，太阳光照射到我们身上，我们感觉到身体热起来，我们的收音机能够受到广播电台的声音，那是因为电台发射的电磁波在收音机的天线里感应出了电流。这种.种现象说明电磁波具有

四、太阳辐射

1.太阳辐射中包含 、、、、、

2.能量集中在 、、三个区域

3.波长在 的辐射能量最强 ，人眼对 受最强

例题解析

知识点一 电磁波谱

1.下列各组电磁波，按波长由长到短的正确排列是 ( ).

A.γ射线、红外线、紫外线、可见光

B.红外线、可见光、紫外线、γ射线

C.可见光、红外线、紫外线、γ射线

D.紫外线、可见光、红外线、γ射线

解析 在电磁波谱中，电磁波的波长从长到短排列顺序依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，由此可判定选项B正确.

答案 B

2.在电磁波谱中，下列说法正确的是 ( ).

A.各种电磁波有明显的频率和波长区域界限

B.γ射线的频率一定大于X射线的频率

C.X射线的波长有可能等于紫外线波长

D.可见光波长一定比无线电波的短

解析 X射线和γ射线、X射线和紫外线有一部分频率重叠，界限不明显，故C、D选项正确.

答案 CD

3.雷达的定位是利用自身发射的 ( ).

A.电磁波 B.红外线

C.次声波 D.光线

解析 雷达是一个电磁波的发射和接收系统，因而是靠发射电磁波来定位的.

答案 A

4.下列说法正确的是 ( ).

A.电磁波是一种物质

B.所有电磁波都有共同的规律

C.频率不同的电磁波有不同的特性

D.低温物体不辐射红外线

解析 电磁波是一种物质，它们既有共性也有个性.所有的物体都能辐射红外线，D不正确.

篇7：大学物理电磁学公式总结

1. 矢量叠加原理：任意一矢量 可看成其独立的分量 的和。即： =∑ (把式中 换成 、、、、、就分别成了位置、速度、加速度、力、电场强度和磁感应强度的叠加原理)。

2. 牛顿定律： =m (或 = );牛顿第三定律： ′= ;万有引力定律：

3. 动量定理： →动量守恒： 条件

4. 角动量定理： →角动量守恒： 条件

5. 动能原理： (比较势能定义式： )

6. 功能原理：A外+A非保内=ΔE→机械能守恒：ΔE=0条件A外+A非保内=0

7. 理想气体状态方程： 或P=nkT(n=N/V，k=R/N0)

8. 能量均分原理：在平衡态下，物质分子的每个自由度都具有相同的平均动能，其大小都为kT/2。

克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不产生其它影响。

开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不产生其它影响。

实质：在孤立系统内部发生的过程，总是由热力学概率小的宏观状态向热力学概率大的状态进行。亦即在孤立系统内部所发生的过程总是沿着无序性增大的方向进行。

9. 热力学第一定律：ΔE=Q+A

10.热力学第二定律： 孤立系统：ΔS>0

(熵增加原理)

11. 库仑定律：

(k=1/4πε0)

12. 高斯定理： (静电场是有源场)→无穷大平板：E=σ/2ε0

13. 环路定理： (静电场无旋，因此是保守场)

θ2

I

r P o R

θ1

I

14. 毕奥—沙伐尔定律：

直长载流导线：

无限长载流导线：

载流圆圈： ，圆弧：

电磁学

1. 定义：

= /q0 单位：N/C =V/m

B=Fmax/qv;方向，小磁针指向(S→N);单位：特斯拉(T)=104高斯(G)

① 和 ：

=q( + × )洛仑兹公式

②电势：

电势差： 电动势： ( )

③电通量： 磁通量： 磁通链：ΦB=NφB单位：韦伯(Wb)

Θ ⊕

-q +q

S

④电偶极矩： =q 磁矩： =I =IS

⑤电容：C=q/U 单位：法拉(F)

乘自感：L=Ψ/I 单位：亨利(H)

乘互感：M=Ψ21/I1=Ψ12/I2 单位：亨利(H)

⑥电流：I = ; 乘位移电流：ID =ε0 单位：安培(A)

⑦乘能流密度：

2. 实验定律

① 库仑定律： ②毕奥—沙伐尔定律： ③安培定律：d =I ×

④电磁感应定律：ε感= – 动生电动势：

感生电动势： ( i为感生电场)

乘⑤欧姆定律：U=IR( =ρ )其中ρ为电导率

3. 乘定理(麦克斯韦方程组)

电场的高斯定理： ( 静是有源场)

( 感是无源场)

磁场的高斯定理： ( 稳是无源场)

( 感是无源场)

电场的环路定理： (静电场无旋)

(感生电场有旋;变化的磁场产生感生电场)

安培环路定理： (稳恒磁场有旋)

(变化的电场产生感生磁场)

4. 常用公式

①无限长载流导线： 螺线管：B=nμ0I

② 带电粒子在匀强磁场中：半径 周期

磁矩在匀强磁场中：受力F=0;受力矩

③电容器储能：Wc= CU2 乘电场能量密度：ωe= ε0E2 电磁场能量密度：ω= ε0E2+ B2

乘电感储能：WL= LI2 乘磁场能量密度：ωB= B2 电磁场能流密度：S=ωV

④ 乘电磁波：C= =3.0×108m/s 在介质中V=C/n，频率f=ν=

篇8：高中物理电磁学模型总结

电磁学是高中物理的一个很重要的版块,研究好电磁现象与电磁运动,无论是对这门学科的发展还是对社会生产的提高都有巨大作用。高中物理主要介绍了一些电磁现象与应用,例如,静电感应;电流的磁现象;磁的电现象;还有电场、 磁场的性质等等。高中物理的电磁学版块看似与其它版块无关,但其实息息相关。无论是电场中还是磁场中都会有力的作用和能的存在。所以,学好高中物理的电磁学对其他内容的学习与掌握也有一定帮助。

二、传统高中物理电磁学的教学方法中存在的问题

1.教学模式单一

在以前的高中物理电磁学的教学过程中,由于受到高考的影响,往往都是在课堂上进行一种教师“讲”,学生“听”的模式,大部分教师为了完成自己的教学指标,只是把书上的内容原原本本的教给学生,很少有对知识进行深入讲解,也很少让学生参与实验活动或者运用其他的教学模式,这在一定程度上降低了学生对电磁学的学习效率,让学生对电磁学这一章节内容的理解不够透彻,从而让学生产生怕学,甚至拒学电磁学。

2.教师只注重教学结果

在应试教育的大背景下,我国的高中阶段的教学的目标是将学生的解题能力提高,以实现提高学生的考试成绩,从而忽略了对学生动手能力、独立思考能力的培养,以及忽略了学生的创新与团队合作意识等等。在物理电磁学这一章节的教学过程中,教师只会按照课本内容将书上的定理,公式与结论直接教给学生,而对它们的得出过程却很少提到,然后让学生花费大量的时间在做题上,这会在很大程度上影响学生对电磁学的学习能力,只知其然,却不知其所以然,这样教出来的学生就算能在考试中取得好的成绩,也不能代表他将电磁学学好了,这样的教学方法并不能教出真正意义上的物理人才,从长远角度来说,也影响了物理学的进步与发展。

三、创新改革高中物理电磁学教学方法

1.丰富教学模式

物理学是一门理工科,凭传统的单一教学模式会让学生对这门课感到枯燥,从而影响其学习效率,而电磁学在高中物理中有占有很大一部分,是重点也是难点,所以,为了使学生能够将其学好,教师可以采取丰富教学模式的方法去激发学生的学习兴趣,提高学生的学习效率,最终达到将这门课学好的目的。例如,随着科技的高速发展,现在的高中课堂基本上都配备了多媒体,教师可以充分利用多媒体设备帮助教学,通过多媒体展示的方式让学生更能直观的感受到“:场” 现实中看不到,摸不着,但却真实存在。通过多媒体还能将一些电子,质子,带电导体等在电场和磁场中的运动轨迹展示在学生的面前,让学生对它们的运动规律能有个更清晰的认识,对他们的学习也会更有帮助。

除了多媒体教学之外,教师还应适时的带领学生做一些电磁实验,高中生处于青春期,是一个对新鲜事物很好奇的年龄,让他们亲自动手进行电磁实验,他们对实验现象与结论一定会记得十分清楚,那么在电磁学这一章节的学习过程中也会轻松很多,教学效果也会提高。

2.激发学生的学习兴趣

教师的教学方法再好,如果学生对着门课没有兴趣,那么教学效果也不会好,所以,激起学生对电磁的兴趣很重要。 首先,教师要让学生感受到生活中处处存在的电磁现象,像静电感应每个人都亲自经历过,另外再让学生理解到电磁这一章节的重要性以及在生活中的应用,也能帮助学生提高学习效率。

另外,在课堂上,教学过程中教师也可以采用一些诙谐幽默的语言活跃课堂气氛,提高教学效率,学生在这样轻松的学习环境下,学生的学习积极性自然很高,遇到自己不懂的地方就会敢于向老师提出,教师也乐于回答学生的问题, 这样的教学效率自然很高,学好电磁学这一章节的内容自然也容易许多。

3.教师与学生的共同合作

教学活动是需要结合教师的“教”与学生的“学”一起合作完成的,仅仅靠一方的努力是不够的,所以,教师在改进创新自己的教学方法与模式的同时,还应带领学生一起主动参与到教学活动中来。在进行电磁学这一章节的教学之前,教师可以让学生进行思考在生活中有没有遇到什么与电磁有关的现象,然后通过这些现象进入到电磁学的教学中,当然, 还可以让学生在课前预习这一章节的内容,有问题的可以在课堂上提出;这些是课前的准备工作。在课堂上也需要师生的共同合作,教师在教学时不应只顾着完成自己的教学任务,还应考虑到学生们的接受情况,要根据实际情况随时改变教学进度,这样才能让学生学好。至于课后,教师不能让学生一味的做题,还要注意解题方法的教学,培养学生的解题能力,另外,解题的过程也是一个创新能力的培养过程,这对学生能力的全面提高会有很大的帮助。

4.总结物理知识的形成规律

高中物理教学是理论与实验相结合的教学,主要通过多种手段对某个现象或者某个规律进行阐述,从而得出结论的过程。高中物理知识都是蕴含着规律的,一个新定理或者定律的提出,往往是需要其它几个定理作为前提条件的,另外, 还有许多定理定律是相似的,这也是一种规律所在。例如电场和磁场,这两者就有很多相似点,带电导体或带电微粒在这两个场中都会受到力的作用;电周围有电场,磁体周围有磁场,力学、运动学等的规律在这两个场中也同样适用。

总之,要想教好高中物理电磁学这一章节,就需要学生与教师的共同努力,教师应紧跟时代发展的脚步随时改进创新自己的教学方法,同时也应要求学生提高自己的自主学习能力,只有这样,才能将这节内容学好。

摘要：高中物理电磁学这一部分是高中物理的一个重点,本文针对这部分内容进行了分析,并提出了传统教学电磁学过程中存在的问题,最后给出了一些创新的教学方法。

篇9：高中物理电磁学模型总结

【关键词】高中物理；电磁学；教学；方法

一、高中物理教学当中电磁学的重要作用

在高中电磁教学当中，主要的研究范围在于其现象的规律以及实际的应用。其中主要包含了磁现象、静电现象以及电磁场等等方面的内容。从电磁教学的内容以及在高中物理中所占比例，相信在提高学生文化课程素质能够起到重要作用。对于整个电磁学来说，主要将研究氛围了“路”与“场”两条途径，而在高中的物理教材当中均得到了体现。静电的电磁场理论主要对于电磁运动的规律以及对于电磁场与电荷之间的相互作用规律的理论研究。反映了电磁场运动规律的是麦克斯韦电磁场的方程，代表了電荷与场之间相互作用的则是洛伦兹力公式。而它在经典物理学当中也属于一个即古老而又非常年轻的一个分支。在古老的电磁学当中主要研究了磁场、静电场、电磁感应；电磁波以及直流电路等。这些都是在十九世纪就已经研究成熟的理论，而且也成功的运用到生产实践与科研当中，对于人类划时代的进步起到了巨大的推动作用；说电磁学还很年轻主要是由于黑体的电磁辐射的研究促成了量子物理的横空出世或电磁场方程组与伽利略坐标变换的矛盾导致相对论的诞生，而且电磁场理论的触角已经延伸到粒子物理和规范理论以及弱相互作用与电磁相互作用统一理论等现代物理的各个领域。不仅仅这样，而在宇宙的演化研究当中，电磁场的理论也扮演着重要的地位。在由“路”与“场”所构成的电磁学当中，场属于比较抽象的概念，路则属于具体的概念，但是五路是交流电路还是直流电路，对于他们的理论基础都有着相应的电磁场或者是电场，通过对于交流电路与直流电路的研究能够掌握住电磁场的规律以及性质，树立好牢固的场的观念，而对于分析电磁想象运用到观点，对于打好高中物理阶段的基础，也会有很大的受益。

二、兴趣才是学生学习电磁学的关键所在

朱熹曾经说过：“教人不见意趣，心不乐学也。”很多的实践都证明了，学生的注意力是需要兴趣来支配的，兴趣才能够让学生注意力稳定；同时也能够调节情感，而浓厚的兴趣才能够让学生对学习产生兴趣，也是推动学习效率最为有效的动力。而教育学家预计心理学家都认为：兴趣盎然之下的学习状态，才会表现出学生的积极主动性与个性的创造性。

对于学习高中物理电磁学来说，调动学生学习电磁学的兴趣在于疑问的设置，这也是新课程中对于教学的最大要求。提出疑问，才是学生学习的最大源动力。没有疑问、没有提问就没有对于电磁学的探究，没有问题也就没有动力，问题的产生也就使得学生产生了一种去解决的渴望。

现在是科技的时代，想要提高同学对于物理的兴趣，就要多利用多媒体技术。物理学也有着它们独特的发展史，在讲述 磁场的第一章的时候，在多媒体上放映了一些法拉第与安培的资料，让学生了解相关的历史。在用电安全方面，我也将一些触电的图片展示在多媒体之上，也取得了良好的效果。

对于物理来说，实验的成功才是最好的武器。在讲述闭合电路欧姆定律课程的时候，一做电源内阻试验时，同学们也产生了巨大的兴趣。在开展科技创新活动的时候，有效的利用实验器材与仪器，也是提高学生兴趣的方法之一。只有将所学的电磁学知识完全的运用现实当中，才会兴趣大增，做到学以致用。例如在电阻定律上完了以后，我组织学生自己做了滑动变阻器。在上完了交流电这一章之后，让学生自制风扇；另外，如了解电视机内部结构等等。这些科技活动，都会让学生感受到物理的魅力，提升物理学习兴趣

三、学会掌握好电磁学的研究方法

对于整个电磁学来说，主要将研究氛围了“路”与“场”两条途径，而在高中的物理教材当中均得到了体现。对于教学，也只有将“路”与“场”之间存在的关系加以明确，才能够有目的的、有计划的培养学生物理学习的思维能力以及对思维品质的提高。在研究电磁学中，一般都是采用的场得方法。场是物质，是物质之间的相互作用的特殊方式。在高中物理教学当中，其中部分完全可以用场得概念进行统帅，恒定电厂、静电场、静磁场等等，组成了一个场得系统，而在这个系统中包含了高中物理电学中的各个章节。而“路”属于“场”的一种特殊的情况。在高中物理的教材当中，大体的“路”骨架可以分为：静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等。“路”与“场”之间有内在的关系存在。麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律，是以“场”作为其基础的。电磁运动的实质是“场”，所以我们也可以这样说：“场”是实质“，而路”则是方法。

四、综合运用所学知识解决物理问题

在学习高中电磁学时，主要是需要抓住路与场这两方面，要让学生对于基本的概念有所理解，掌握住其中的基本规律。再按照此基本，学习有关类型的综合题目的解决方法。在解答此类综合题目的时候，需要搞清不同的运动形式或不同的物理过程是如何联系在一起的。一般主要是两条路线：一是能；二是力。从能的方面入手，主要是抓住能的守恒定律以及转换，从而让学生明确的了解到守恒定律以及能的转化的普遍性与正确性。也让学生明确的了解到能量具有不同的形式，也就是物质运动的不同形式；能量由一种形式转化为另一种形式就是物质运动由一种形式转化为另一种形式；而能量既不能够创生出来也不能够将其消灭，也就是所谓的运动的不可消灭性。从力的方面入手则要全面的分析受力情况(三种性质的力和电磁场力)并和运动状态的改变联系起来。

总之，在高中的物理教学当中，电磁学发挥着其不可忽视的作用。在日常的教学中，教师需要抓住学生对于电磁学的兴趣所在，积极、主动的研究出科学的方法，来培养学生的能力，全面的开发学生的智力。

参考文献:

[1]刘晓旭, 曹林, 杜泉. 电磁学教学中学生创新能力的培养研究[J]. 当代教育理论与实践, 2011,(02)

[2]陈秉乾, 王稼军, 张瑞明. 电磁学教学中值得关注的几个问题[J]. 大学物理, 2010,(06)

篇10：大学物理电磁学公式总结

2、几种电容器：(1)平行板电容器 C=εS/d，

(2)圆柱形电容器C=2πεl/ln(R2/R1)

(3)球形电容器 C=4лεR2R3/(R2-R3)

3、并联 C=C1+C2+……

4、串联 1/C=1/C1+1/C2+……

二、库仑定律回：F=q1q2r/(4лε。r^3)

三、电答场强度：E=F/q。

四、电势U：

U=∫°E·dl

p

篇11：大学物理电磁学公式总结_new

 第一章（静止电荷的电场）

1.电荷的基本性质：两种电荷，量子性，电荷守恒，相对论不变性。2.库仑定律：两个静止的点电荷之间的作用力

F ==

3.电力叠加原理：F=ΣFi

4.电场强度：E=,为静止电荷

5.场强叠加原理：E=ΣEi

用叠加法求电荷系的静电场：

E=E=6.电通量：Φe=7.8.典型静电场：

(离散型)(连续型)

1)均匀带电球面：E=0（球面内）

E=2)均匀带电球体：E=

（球面外）

=

（球体内）

E=3)均匀带电无限长直线：

（球体外）E=，方向垂直于带电直线

4)均匀带电无限大平面：

E=M=p×E，方向垂直于带电平面

9.电偶极子在电场中受到的力矩：

 第三章（电势）

1.静电场是保守场：

=0 2.电势差：φ1 –φ2=

电势：φp=

（P0是电势零点）

电势叠加原理：φ=Σφi

3.点电荷的电势：φ=

电荷连续分布的带电体的电势：

φ=

4.电场强度E与电势φ的关系的微分形式：

E=-gradφ=-▽φ=-(i+j+k)电场线处处与等势面垂直，并指向电势降低的方向；电场线密处等势面间距小。

5.电荷在外电场中的电势能：W=qφ

移动电荷时电场力做的功：

A12=q(φ1 –φ2)=W1-W2 电偶极子在外电场中的电势能：W=-p•E

 第四章（静电场中的导体）

1.导体的静电平衡条件：Eint=0，表面外紧邻处Es⊥表面或导体是个等势体。2.静电平衡的导体上电荷的分布: Qint=0,σ=ε0E 3.计算有导体存在时的静电场分布问题的基本依据：

高斯定律，电势概念，电荷守恒，导体经典平衡条件。

4.静电屏蔽：金属空壳的外表面上及壳外的电荷在壳内的合场强总为零，因而对壳内无影响。

 第五章（静电场中的电介质）

1.电介质分子的电距：极性分子有固有电距，非极性分子在外电场中产生感生电距。

2.电介质的极化：在外电场中固有电距的取向或感生电距的产生使电介质的表面（或内部）出现束缚电荷。

电极化强度：对各向同性的电介质，在电场不太强的情况下

P=ε0(εr-1)E=ε0XE

面束缚电荷密度：σ’=P•en 3.电位移：D=ε0E+P

对各向同性电介质：D=ε0εrE=εE

D的高斯定律：4.电容器的电容：C= 5.平行板电容器：C=并联电容器组：C=ΣCi 6.7.电容器的能量：

=q0int

=电介质中电场的能量密度：ωe=

=

 第六章（恒定电流）

1.电流密度：J＝nqv

电流：I=

电流的连续性方程：2.恒定电流：

=-

恒定电场：稳定电荷分布产生的电场

=0

3.欧姆定律：U=IR J=σE（微分形式）

电阻：R=

4.电动势：非静电力反抗静电力移动电荷做功，把其它种形式的能量转换为电势能，产生电势升高。

篇12：高中物理电磁学模型总结

2、LC电路中电磁振荡的产生过程

①放电过程：在放电过程中，q↓、u↓、E电场能↓→i↑、B↑、E磁场能↑，电容器的电场能逐渐转变成线圈的磁场能。由于线圈的自感作用，电流i是按正弦规律逐渐增大的，电流不会立刻达到最大值。放电结束时，q=0，E电场能=0，i最大，E磁场能最大，电场能完全转化成磁场能。

②充电过程：放电结束时，由于L的自感作用，电路中移动的电荷不会立即停止运动，仍保持原方向流动。在充电过程中，q↑、u↑、E电场能↑→I↓、B↓、E磁场能↓，线圈的磁场能向电容器的电场能转化。充电结束时，q、E电场能增为最大，i、E磁场能均减小到零，磁场能向电场能转化结束。

③反向放电过程：q↓、u↓、E电场能↓→i↑、B↑、E磁场能↑，电容器的电场能转化为线圈的磁场能。放电结束时，q=0，E电场能=0，i最大，E磁场能最大，电场能向磁场能转化结束。

篇13：高中物理电磁学模型总结

一、电磁学在物理竞赛中常用的解题方法

通过对近几年高中物理竞赛试题的学习和了解, 发现电磁学部分较为常用的解题方法有图像法、对称法、综合法、微元法、隔离法等。其中, 每种解题方法都有各自的特点, 相应的可用于哪种类型的试题有一定的规律。如跟洛伦兹力相关的试题较适合用图像法进行求解, 与安培力有关的试题往往用微元法进行解题, 与电势有关的试题更多是运用对称法进行求解等等。下面就部分方法结合具体例题进行分析。

二、相关解题方法具体例题分析

(一) 图像法

在物理解题过程中, 我们最容易想到的也是最直接且形象的方法就是图像法, 该方法可以借助几何完整的阐述、表达物理问题, 并借助几何关系使问题有效解决。

案例:如图1所示, 有一个绝缘圆筒容器, 其容器半径为R、轴线为O点。其中, 圆筒内存在匀强磁场, 磁场的方向与轴线平行, 磁感应强度为B, 另外, 在H处有一个小孔, 圆筒在真空环境中。有一带电粒子P, 质量为m、电荷量为q, 以一定速度由小孔进入圆筒, 在经过碰撞之后又从小孔处飞出。假设:筒壁是光滑面, 粒子与筒壁为弹性碰撞, 且粒子的电荷量不会因与筒壁碰撞而变化。如果要使粒子以最少次数与筒壁发生碰撞, 问:

(1) P的速率为多少?

(2) P从进入圆筒到射出圆筒的时间为多少?

分析:根据题意, 带电粒子与筒壁只碰撞一次无法实现, 只发生一次碰撞就意味着粒子只能沿直线运动, 而圆筒内有磁场, 带电粒子会受到洛伦兹力的影响, 则其运动轨迹会发生偏转。那么碰撞两次是否可行?题目中讲到粒子与筒壁为弹性碰撞, 意味着粒子速度大小在碰撞前后不发生变化, 则粒子的运动轨迹在与筒壁的两次碰撞过程中应是对称的。据此, 通过找到圆的三等分点, 描绘出粒子的运动轨迹并确定圆心, 依据相应的几何关系即可完成对问题的求解。

2微元法

微元法是指从整体中取某一微小部分作为研究内容, 通过研究其与整体之间的关系, 从而对对象整体得到求解的一种方法。利用微元法可以使一些复杂的物理问题通过用简单熟悉的物理定律得以解决。微元法可以将曲面问题转化为平面问题, 曲线转化为圆或者直线, 非线性问题转化为线性问题进行处理。微元法解题方式在高中物理中涉及较少, 但在竞赛中会时有考查。

案例:如图2所示, 有一金属圆环水平放置, 半径为a, 另一金属细圆柱竖直放置, 其端面与圆环的上表面在同一平面内, 圆柱的细轴通过中心O点, 有一均匀导体棒, 质量为m、电阻为R, 放置在圆环所在平面内, 棒的一端套在O点位置, 另一端A沿着圆环可绕细圆柱进行圆周运动。细棒和圆环之间的摩擦系数为μ, 圆环处于恒定磁场中, 磁感应强度大小B=Kr (K>0) , 方向竖直向上, r为磁场中某点到轴线的距离, 导线与圆环之间的电阻、感应电流的磁场等因素不考虑, 问在棒的A端需要多大的水平外力才能维持导体棒以角速度进行匀速旋转。

3综合法

综合法的特点就是从问题中已确定的条件进行切入, 根据已确定条件进行推导, 推导出新的条件后继续往后推, 以需要得到的量为目标, 直到推导出为止。

案例:图3为测定电子荷质比的一装置, 电子从真空玻璃管的阴极K发出, 经过A和K间的电压加速后, 会形成一束电子流, 其进入C、D两极板间时的方向与极板平行。若C、D两个极板间没有电压存在, 电子会出现在荧光屏O点;若在两极板间施加电压U, 则电子会出现在P点位置;若再在极板间施加一磁感应强度为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场, 电子会返回到O点。已知极板长度l=5mm, C、D间距d=1.5cm, 极板区中点M到O点位置距离为L=12.5cm, U=200V, P点到O点距离为3.0cm, B=6.3×10-4T, 求电子荷质比。

分析:该试题中并没有与荷质比直接相关的物理量, 直接感觉是缺乏明显的解题思路。这时比较适合采用综合法, 我们就根据已知的电子运动情况条件列出相应的方程, 一是在加速电场中的电子做匀加速直线运动, 二是在偏转电场中电子以类平抛轨迹形式运动, 三是以飞出极板时的速度做匀速直线运动。根据电子的每段过程再结合运动学定律可列出相应的运动方程, 方程中包含电子相关的物理量质量和电荷, 通过对所有方程整理即可求得电子的荷质比。

三、总结

竞赛试题考查的不仅仅是对知识点的整合及综合掌握能力, 更多考查的是对方法的掌握。竞赛试题有一定的难度, 也有部分知识点超出了教学大纲的范畴。而为了更好的应对这个问题, 首先可抽取部分时间多了解前沿科技知识, 增强对物理知识本身的兴趣和学习的内在动力;另, 在具体的试题练习中, 注重一题多解, 多思考多总结, 培养自己的发散思维和想象力。而对于电磁学这部分知识, 还要多观察、多实验, 多观察才能找到规律, 实验往往能直接揭示物理现象并带动学习的兴趣和对问题的思考。

总之, 无论是竞赛试题还是电磁学相关问题, 重点要多思考, 需敢用批判性的思维来看待问题, 剖析问题, 这样才能开拓思路, 增加解决实际问题的能力。

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, (4) :43-46.

篇14：高中物理电磁学模型总结

【关键词】数学方法；高中物理；电磁学

1.引言

国家高考物理科考试大纲明确提出考生应具备的第四种能力“应用数学处理物理问题的能力：能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论，能运用几何图形、函数图像进行表达、分析”，这里所要考查的就是要有灵活运用数学方法处理物理问题的能力。所谓数学方法，就是在科学技术工作中，把客观事物的状态关系和过程用数学语言表达出来，进行推导、演算和分析，以形成对问题的判断、解释和预言的方法。下面就以电磁学为例谈谈几种数学方法在高中物理电磁学中的应用。

2.函数法

在电磁学问题中，经常需要确定两个物理量间的变化所对应关系（包括极值问题），这就需要利用函数思想来完成，同时函数也是进行物理推导判断的重要数学工具。在高中物理电磁学中主要用到的是一次函数、一元二次函数和三角函数。

2.1一次函数的应用

在电磁学问题中用到的一次函数有形如y=ax或y=ax/（ax+b）a≠0，b≠0形式。一次函数y=ax描述的是y与x之间呈线性关系，比如在静电场中讨论F与E、U与d、Q与U等两个量间的关系用的就是这种函数。

观察函数y=ax/（ax+b（a≠0，b≠0））不难发现，分子分母都有未知量x（自变量），如果x增加（减小），则分子、分母都同时增加（减小），这样无法确定因变量y的变化情况。但是如果把分子、分母都同时除以x，函数就变为y=a/（a+b/x）关系就非常明朗了，y随x的增大而增大，y随x的减小而减小。这种一次函数在讨论闭合电路中路端电压随外电阻变化等类似问题中经常有用到。

例1：设一个闭合电路中，电源电动势为E，内阻为r，外电路为纯电阻电路电阻为R，路端电压为U外，试讨论当R发生变化时，U外如何变化？

分析与解：这类问题既可用闭合电路欧姆定律E=U外+Ir（间接法，较易，本文不做讨论）求解，也可用部分电路欧姆定律（直接法）求解。如果用直接法如何讨论呢？根据部分电路欧姆定律有U外=IR①，又由闭合电路欧姆定律有I=E/（R+r）②，把②代入①有U外=ER/（R+r），这就转化成了形如一次函数y=ax/（ax+b），故U外=ER/（r+R）=E/（1+r/R）可见U外随R的增大而增大，随R的减小而减小。因此当外电路断开即R→∞时，有U外=E，此为直接测量法测电源电动势的依据；当外电路短路时即R→0，故。U外=0。

2.2一元二次函数的应用

在处理外电路为纯电阻电路中电源输出功率随外电路电阻变化规律以及讨论滑动变阻器分压接法电路中■或■示数变化情况等类似问题，可以把电阻这个动态变化物理量转化成二次函数y=ax2+bx+c形式，将这个函数进行配方整理有：y=a（x+b/2a）2-（4ac-b2）/4a，可见当x=-b/2a时，y有最值（4ac-b2）/4a。当a>0时，y有最小值，当a<0时，y有最大值。

例2：如图1所示，电源电动势E=6V，内阻为r=1？萃，滑动变阻器R的总阻值为11？萃，固定电阻R0=3？萃，求当滑动变阻器从a到b过程中，■的读数范围。

分析与解：令■读数I，并设ap部分电阻为x，则pb部分电阻为11-x，根据闭合电路欧姆定律及并联电路的电流分配关系：I=6/（R并+11-x+r）×3/（x+3）=18/（-（x-6）2+72）

可见当x=0时，Imax=0.5A，x=6？萃时，Imax=0.25A，故■示数范围为从0.25A到0.5A连续变化

3.不等式法

不等式可用在半定量讨论、推断及求解极值问题，如在讨论等量同种电荷中垂线上场强大小变化、某些并联电路中■或■示数变化以及在两大小材料均相同的同种电荷接触后放回原处过程中库仑力大小变化问题中，如果条件满足均可以运用重要不等式a+b≥2■（a、b均为正数）或a+b+c≥33■讨论最值：当和有定值，则积有最大值；反之当积有定值，则和有最小值。

例3.如图3所示，已知R1=2？萃，R2=3？萃，滑动变阻器的最大值R3=5？萃，则当滑动片P从a滑到b过程中，电流表示数的最小值为多少？

分析与解：由闭合电路欧姆定律可知电流表示数有最小值时，外电路电阻有最大值，设ap部分电阻为x，则bp部分为5-x，1/R并=1/（2+x）+1/（3+（5-x）），化简可得R并=（2+x）（8-x）10，令a=2+x，b=8-x，而a+b=10，故当且仅当a=b即2+x=8-x亦即x=3？萃时ab≤（a+b）/4，故有（2+x）（8-x）≤（102/4）？萃=25？萃，所以■示数最小值Imin.=2A。

4.几何法

在处理静电场中某带电体受到库仑力、重力、拉力等三个共点力的动态平衡问题时，如果直接运用平衡条件结合力的分解（正交分解）处理该类问题，过程非常繁琐，这里可充分运用带电体（质点）所受力的矢量三角形与对应另一个由长度组成的纯标量三角形相似，这就是应用了平衡条件中相似三角形法，然后根据题目条件可在短时间内快速准确解决要讨论的问题。

例5：一根绝缘细线下拴一带电小球A，细线上的上端固定在天花板上，在悬点正下方某适当位置，固定另一带同种电荷小球B，A静止时，悬线与竖直方向成θ角，如图6所示。现缓慢增加B的带电量使θ角逐渐增大，则有关A球所受力的变化，下列说法正确的是（ ）

A.悬线的拉力大小不变 B.悬线拉力逐渐增大

C.库仑力逐渐增大 D.库仑力大小可能不变

分析与解：设悬线长为L，如图7所示，挂在细线下端的小球在重力、细线拉力和电荷之间的库仑斥力这三个力的作用下处于平衡状态。由平衡条件的相似三角形可知：△OAB～△ACD，即L/G=L/F=AB/F，可见细线的拉力T=G不变，而库仑力随着AB的增大而增大。故本题正确答案为AC。

6.结论

数学方法在高中物理电磁学中应用广泛而且巧妙，本文主要描述了函数法、不等式法、图象法及几何法，但有时在解决某些复杂电磁学问题时可能要用到上述这些方法中的两种或两种以上，甚至还可能用到其它方法如极限法。因此，在解题时可通过联想、数理结合、数形结合来灵活地选择合适的数学方法来解决电磁学问题，这将对提高解决电磁学问题的能力大有裨益。

【参考文献】

[1]郑表岳.《中学物理解题方法》.上海科技教育出版社，1992年9月

[2]薛金星.《中学教材全解—高二物理（上）》.陕西人民教育出版社，2003年5月第4版

[3]陈松，张安等.《名校学案—物理选修3-1》.福建教育出版社，2010年8月第4版

篇15：高二年级物理电磁波谱知识点总结

只有处于可见光频域以内的电磁波，才是可以被人们看到的。以下是查字典物理网为大家整理的高二年级物理电磁波谱知识点，希望可以解决您所遇到的相关问题，加油，查字典物理网一直陪伴您。

知识点一 电磁波谱

1.下列各组电磁波，按波长由长到短的正确排列是

A.射线、红外线、紫外线、可见光

B.红外线、可见光、紫外线、射线

C.可见光、红外线、紫外线、射线

D.紫外线、可见光、红外线、射线

解析 在电磁波谱中，电磁波的波长从长到短排列顺序依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线，由此可判定选项B正确.答案 B

2.在电磁波谱中，下列说法正确的是

A.各种电磁波有明显的频率和波长区域界限

B.射线的频率一定大于X射线的频率

C.X射线的波长有可能等于紫外线波长

D.可见光波长一定比无线电波的短

解析 X射线和射线、X射线和紫外线有一部分频率重叠，界限不明显，故C、D选项正确.答案 CD

3.雷达的定位是利用自身发射的

A.电磁波 B.次声波

C.红外线

D.光线

解析 雷达是一个电磁波的发射和接收系统，因而是靠发射电磁波来定位的.答案 A

4.下列说法正确的是

A.电磁波是一种物质

B.所有电磁波都有共同的规律

C.频率不同的电磁波有不同的特性

D.低温物体不辐射红外线

解析 电磁波是一种物质，它们既有共性也有个性.所有的物体都能辐射红外线，D不正确.答案 ABC

5.雷达是利用仿生学原理制成的用来对目标进行定位的现代化定位系统.海豚和蝙蝠().也具有完全的声纳系统，它们能在黑暗中准确而快速的捕捉食物，避开敌害，远远优于现代化的定位系统.(1)海豚的定位是利用自身发射的

A.电磁波

C.次声波

(2)雷达的定位是利用自身发射的

A.电磁波 B.红外线

C.次声波 D.超声波

(3)雷达定位一般是利用微波，这是因为微波具有________的特征.解析(1)海豚具有声纳系统，靠发射声波并从物体上返回而定位，利用的是超声波，超声波频率高，波长短，直线性好，定位准确，答案为D.(2)雷达是靠本身的一个电磁波发射和接收的装置，靠电磁波定位，答案为A.(3)微波具有波长短，直射性好，能定向发射.答案(1)D(2)A(3)见解析

知识点二 红外线及其应用

6.(1)红外线是一种光波，波长比可见光的波长________，比无线电波________.(2)红外线________引起人的视觉：一切物体都会发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射________.(3)红外线的主要作用：________、勘测地热、寻找水源、监测森林火灾、加热物体.答案(1)长 短(2)不能 强(3)红外线遥感

7.紫外线也是不可见光，比可见光的波长短，波长范围为40 nm～390 nm之间.紫外线的显著作用是___________________________________________________________作用.紫外线可以灭菌消毒，人体接受适量的紫外线照射，能促进________的吸收.紫外线还有________效应.答案 化学 钙 荧光

8.关于红外线的作用与来源，下列说法正确的是

A.一切物体都在不停地辐射红外线

B.红外线具有很强的热作用和荧光作用

C.红外线的显著作用是化学作用

D.红外线容易穿透云雾

解析 荧光作用和化学作用都是紫外线的重要用途，红外线波长较可见光长，绕过障碍物能力强，易穿透云雾.答案 AD

9.间谍卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用和民用目标.这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车，即使车队离开，也瞒不过它.这种遥感照相机敏感的电磁波属于().A.可见光波段

C.紫外波段 B.红外波段 D.X射线波段().解析 一切物体在任何情况下都放射红外线，但不能随意放射可见光、紫外线和X射线，故这种遥感照相机敏感的电磁波属于红外波段.B正确.答案 B

知识点三 波长、波速和频率的关系

10.波长、频率和波速三者的关系式为波速=______________电磁波在真空中传播的速度为c，其值为________m/s.答案 波长 频率 3108

11.某雷达向外断续发射波长为20 cm的电磁波，发射一次称一个脉冲，每个脉冲持续时间为0.02 ms.则每个脉冲包含的振动次数是________.3.01080.02103

解析 n==3.0104.-2010vt-

答案 3.0104