物理电磁学范文10篇

时间:2023-03-30 00:59:45

物理电磁学

物理电磁学范文篇1

一、电磁学教材的整体结构

电磁运动是物质的一种基本运动形式.电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用.其具体内容包括静电现象、电流现象、磁现象,电磁辐射和电磁场等.为了便于研究,把电现象和磁现象分开处理,实际上,这两种现象总是紧密联系而不可分割的.透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系,才能使孤立的、分散的教学变成系统化、结构化的教学.对此,应从以下三个方面来认真分析教材.

1.电磁学的两种研究方式

整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行,这两种方式均在高中教材里体现出来.只有明确它们各自的特征及相互联系,才能有计划、有目的地提高学生的思维品质,培养学生的思维能力.

场的方法是研究电磁学的一般方法.场是物质,是物质的相互作用的特殊方式.中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来,静电尝恒定电尝恒定磁尝静磁尝似稳电磁尝迅变电磁场等,组成一个关于场的系统,该系统包括中学物理电学部分的各章内容.

“路”是“场”的一种特殊情况.中学教材以“路”为线的大骨架可理顺为:静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等.

“场”和“路”之间存在着内在的联系.麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律,是以“场”为基础的.“场”是电磁运动的实质,因此可以说“场”是实质,“路”是方法.

2.物理知识规律物

理知识的规律体现为一系列物理基本概念、定律和原理的规律,以及它们的相互联系.

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验,掌握了充分可靠的事实之后,进行分析和比较找出它们相互之间存在着的关系,并把这些关系用定律的形式表达出来.物理定律的形成,也是在物理概念的基础上进行的.但是,物理定律并不是绝对准确的,在实验基础上建立起来的物理定律总是具有近似性和局限性,因此其适用范围有一定的局限性.

第二册第一章“电潮重要的物理规律是库仑定律.库仑定律的实验是在空气中做的,其结果跟在真空中相差很小.其适用范围只适用于点电荷,即带电体的几何线度比它们之间的距离小到可以忽略不计的情况.

“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律.欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的,对金属导电、电解液导电适用,但对气体导电是不适用的.欧姆定律的运用有对应关系.电阻是电路的物理性质,适用于温度不变时的金属导体.

“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性,用研究电场的方法进行类比,可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念.

“电磁感应”这一章,重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律.在这部分知识中,能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线.本章以电流、磁场为基础,它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面,是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础.电磁感应的重点和核心是感应电动势.运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的.

“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践,进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场,对场的认识又上升了一步.麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律,同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步.

3.通过电磁场在各方面表现的物质属性,使学生建立“世界是物质的”的观点

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的.大量实验证明在电荷的周围存在电场,每个带电粒子都被电场包围着.电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用.运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种唱—磁场.磁体的周围也存在着磁场.磁场也是一种客观存在的物质.磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用.现在,科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点,并证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在,电磁场是物质的一种形态.

运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对其它运动的电荷(电流)有磁场力的作用.所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间是通过磁场而发生作用的.麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象,得出结论:任何变化的磁场能够在周围空间产生电场,任何变化的电场能够在周围空间产生磁场.按照这个理论,变化的电场和变化的磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一场,这就是电磁场.电磁场由近及远的传播就形成电磁波.

从场的观点来阐述路.电荷的定向运动形成电流.产生电流的条件有两个:一是存在可自由移动的电荷;二是存在电场.导体中电流的方向总是沿着电场的方向,从高电势处指向低电势处.导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例,即导体中形成电流时,它的本身要形成电场又要提供自由电荷.当导体中电势差不存在时,电流也随之而终止.

二、以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体

1.场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题.第一章“电潮是学好电磁学的基础和关键.电场强度、电势、磁尝磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念.电场线,磁感线是形象地描述场分布的一种手段.要进行比较,找出两种力线的共性和区别以加强对场的理解.

2.电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用.在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别,比如,场不是力,电势不是能等.场中不同位置场的强弱不同,可用受场力者受场力的大小(方向)跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度.在电场中用电场力做功,说明场具有能量.通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能,离开了电场就谈不上电荷的电势能了.

3.认真做好演示实验和学生实验,使“潮抽象的概念形象化,通过演示实验是非常重要的措施.把各种实验做好,不仅使学生易于接受知识和掌握知识,也是基本技能的培养和训练.安排学生自己动手做实验,加强对实验现象的分析,引导学生从实验观察和现象分析中来发展思维能力.从物理学的特点与对中学物理教学提出的要求来看,应着力培养学生的独立实验能力和自学能力,使知识的传授和能力的培养统一在使学生真正掌握科学知识体系上.

物理电磁学范文篇2

一、电磁学教材的整体结构

电磁运动是物质的一种基本运动形式.电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用.其具体内容包括静电现象、电流现象、磁现象,电磁辐射和电磁场等.为了便于研究,把电现象和磁现象分开处理,实际上,这两种现象总是紧密联系而不可分割的.透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系,才能使孤立的、分散的教学变成系统化、结构化的教学.对此,应从以下三个方面来认真分析教材.

1.电磁学的两种研究方式

整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行,这两种方式均在高中教材里体现出来.只有明确它们各自的特征及相互联系,才能有计划、有目的地提高学生的思维品质,培养学生的思维能力.

场的方法是研究电磁学的一般方法.场是物质,是物质的相互作用的特殊方式.中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来,静电尝恒定电尝恒定磁尝静磁尝似稳电磁尝迅变电磁场等,组成一个关于场的系统,该系统包括中学物理电学部分的各章内容.

“路”是“场”的一种特殊情况.中学教材以“路”为线的大骨架可理顺为:静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等.

“场”和“路”之间存在着内在的联系.麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律,是以“场”为基础的.“场”是电磁运动的实质,因此可以说“场”是实质,“路”是方法.

2.物理知识规律物

理知识的规律体现为一系列物理基本概念、定律和原理的规律,以及它们的相互联系.

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验,掌握了充分可靠的事实之后,进行分析和比较找出它们相互之间存在着的关系,并把这些关系用定律的形式表达出来.物理定律的形成,也是在物理概念的基础上进行的.但是,物理定律并不是绝对准确的,在实验基础上建立起来的物理定律总是具有近似性和局限性,因此其适用范围有一定的局限性.

第二册第一章“电潮重要的物理规律是库仑定律.库仑定律的实验是在空气中做的,其结果跟在真空中相差很小.其适用范围只适用于点电荷,即带电体的几何线度比它们之间的距离小到可以忽略不计的情况.

“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律.欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的,对金属导电、电解液导电适用,但对气体导电是不适用的.欧姆定律的运用有对应关系.电阻是电路的物理性质,适用于温度不变时的金属导体.

“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性,用研究电场的方法进行类比,可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念.

“电磁感应”这一章,重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律.在这部分知识中,能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线.本章以电流、磁场为基础,它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面,是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础.电磁感应的重点和核心是感应电动势.运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的.

“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践,进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场,对场的认识又上升了一步.麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律,同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步.

3.通过电磁场在各方面表现的物质属性,使学生建立“世界是物质的”的观点

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的.大量实验证明在电荷的周围存在电场,每个带电粒子都被电场包围着.电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用.运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种唱—磁场.磁体的周围也存在着磁场.磁场也是一种客观存在的物质.磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用.现在,科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点,并证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在,电磁场是物质的一种形态.

运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对其它运动的电荷(电流)有磁场力的作用.所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间是通过磁场而发生作用的.麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象,得出结论:任何变化的磁场能够在周围空间产生电场,任何变化的电场能够在周围空间产生磁场.按照这个理论,变化的电场和变化的磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一场,这就是电磁场.电磁场由近及远的传播就形成电磁波.

从场的观点来阐述路.电荷的定向运动形成电流.产生电流的条件有两个:一是存在可自由移动的电荷;二是存在电场.导体中电流的方向总是沿着电场的方向,从高电势处指向低电势处.导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例,即导体中形成电流时,它的本身要形成电场又要提供自由电荷.当导体中电势差不存在时,电流也随之而终止.

二、以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体

1.场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题.第一章“电潮是学好电磁学的基础和关键.电场强度、电势、磁尝磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念.电场线,磁感线是形象地描述场分布的一种手段.要进行比较,找出两种力线的共性和区别以加强对场的理解.

2.电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用.在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别,比如,场不是力,电势不是能等.场中不同位置场的强弱不同,可用受场力者受场力的大小(方向)跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度.在电场中用电场力做功,说明场具有能量.通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能,离开了电场就谈不上电荷的电势能了.

3.认真做好演示实验和学生实验,使“潮抽象的概念形象化,通过演示实验是非常重要的措施.把各种实验做好,不仅使学生易于接受知识和掌握知识,也是基本技能的培养和训练.安排学生自己动手做实验,加强对实验现象的分析,引导学生从实验观察和现象分析中来发展思维能力.从物理学的特点与对中学物理教学提出的要求来看,应着力培养学生的独立实验能力和自学能力,使知识的传授和能力的培养统一在使学生真正掌握科学知识体系上.

物理电磁学范文篇3

一、电磁学教材的整体结构

电磁运动是物质的一种基本运动形式.电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用.其具体内容包括静电现象、电流现象、磁现象,电磁辐射和电磁场等.为了便于研究,把电现象和磁现象分开处理,实际上,这两种现象总是紧密联系而不可分割的.透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系,才能使孤立的、分散的教学变成系统化、结构化的教学.对此,应从以下三个方面来认真分析教材.

1.电磁学的两种研究方式

整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行,这两种方式均在高中教材里体现出来.只有明确它们各自的特征及相互联系,才能有计划、有目的地提高学生的思维品质,培养学生的思维能力.

场的方法是研究电磁学的一般方法.场是物质,是物质的相互作用的特殊方式.中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来,静电尝恒定电尝恒定磁尝静磁尝似稳电磁尝迅变电磁场等,组成一个关于场的系统,该系统包括中学物理电学部分的各章内容.

“路”是“场”的一种特殊情况.中学教材以“路”为线的大骨架可理顺为:静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等.

“场”和“路”之间存在着内在的联系.麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律,是以“场”为基础的.“场”是电磁运动的实质,因此可以说“场”是实质,“路”是方法.

2.物理知识规律物

理知识的规律体现为一系列物理基本概念、定律和原理的规律,以及它们的相互联系.

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验,掌握了充分可靠的事实之后,进行分析和比较找出它们相互之间存在着的关系,并把这些关系用定律的形式表达出来.物理定律的形成,也是在物理概念的基础上进行的.但是,物理定律并不是绝对准确的,在实验基础上建立起来的物理定律总是具有近似性和局限性,因此其适用范围有一定的局限性.

第二册第一章“电潮重要的物理规律是库仑定律.库仑定律的实验是在空气中做的,其结果跟在真空中相差很小.其适用范围只适用于点电荷,即带电体的几何线度比它们之间的距离小到可以忽略不计的情况.

“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律.欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的,对金属导电、电解液导电适用,但对气体导电是不适用的.欧姆定律的运用有对应关系.电阻是电路的物理性质,适用于温度不变时的金属导体.

“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性,用研究电场的方法进行类比,可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念.

“电磁感应”这一章,重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律.在这部分知识中,能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线.本章以电流、磁场为基础,它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面,是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础.电磁感应的重点和核心是感应电动势.运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的.

“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践,进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场,对场的认识又上升了一步.麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律,同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步.

3.通过电磁场在各方面表现的物质属性,使学生建立“世界是物质的”的观点

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的.大量实验证明在电荷的周围存在电场,每个带电粒子都被电场包围着.电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用.运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种唱—磁场.磁体的周围也存在着磁场.磁场也是一种客观存在的物质.磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用.现在,科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点,并证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在,电磁场是物质的一种形态.

运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对其它运动的电荷(电流)有磁场力的作用.所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间是通过磁场而发生作用的.麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象,得出结论:任何变化的磁场能够在周围空间产生电场,任何变化的电场能够在周围空间产生磁场.按照这个理论,变化的电场和变化的磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一场,这就是电磁场.电磁场由近及远的传播就形成电磁波.

从场的观点来阐述路.电荷的定向运动形成电流.产生电流的条件有两个:一是存在可自由移动的电荷;二是存在电场.导体中电流的方向总是沿着电场的方向,从高电势处指向低电势处.导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例,即导体中形成电流时,它的本身要形成电场又要提供自由电荷.当导体中电势差不存在时,电流也随之而终止.

二、以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体

1.场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题.第一章“电潮是学好电磁学的基础和关键.电场强度、电势、磁尝磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念.电场线,磁感线是形象地描述场分布的一种手段.要进行比较,找出两种力线的共性和区别以加强对场的理解.

2.电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用.在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别,比如,场不是力,电势不是能等.场中不同位置场的强弱不同,可用受场力者受场力的大小(方向)跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度.在电场中用电场力做功,说明场具有能量.通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能,离开了电场就谈不上电荷的电势能了.

3.认真做好演示实验和学生实验,使“潮抽象的概念形象化,通过演示实验是非常重要的措施.把各种实验做好,不仅使学生易于接受知识和掌握知识,也是基本技能的培养和训练.安排学生自己动手做实验,加强对实验现象的分析,引导学生从实验观察和现象分析中来发展思维能力.从物理学的特点与对中学物理教学提出的要求来看,应着力培养学生的独立实验能力和自学能力,使知识的传授和能力的培养统一在使学生真正掌握科学知识体系上.

物理电磁学范文篇4

一、电磁学教材的整体结构

电磁运动是物质的一种基本运动形式.电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用.其具体内容包括静电现象、电流现象、磁现象,电磁辐射和电磁场等.为了便于研究,把电现象和磁现象分开处理,实际上,这两种现象总是紧密联系而不可分割的.透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系,才能使孤立的、分散的教学变成系统化、结构化的教学.对此,应从以下三个方面来认真分析教材.

1.电磁学的两种研究方式

整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行,这两种方式均在高中教材里体现出来.只有明确它们各自的特征及相互联系,才能有计划、有目的地提高学生的思维品质,培养学生的思维能力.

场的方法是研究电磁学的一般方法.场是物质,是物质的相互作用的特殊方式.中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来,静电尝恒定电尝恒定磁尝静磁尝似稳电磁尝迅变电磁场等,组成一个关于场的系统,该系统包括中学物理电学部分的各章内容.

“路”是“场”的一种特殊情况.中学教材以“路”为线的大骨架可理顺为:静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等.

“场”和“路”之间存在着内在的联系.麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律,是以“场”为基础的.“场”是电磁运动的实质,因此可以说“场”是实质,“路”是方法.

2.物理知识规律物

理知识的规律体现为一系列物理基本概念、定律和原理的规律,以及它们的相互联系.

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验,掌握了充分可靠的事实之后,进行分析和比较找出它们相互之间存在着的关系,并把这些关系用定律的形式表达出来.物理定律的形成,也是在物理概念的基础上进行的.但是,物理定律并不是绝对准确的,在实验基础上建立起来的物理定律总是具有近似性和局限性,因此其适用范围有一定的局限性.

第二册第一章“电潮重要的物理规律是库仑定律.库仑定律的实验是在空气中做的,其结果跟在真空中相差很小.其适用范围只适用于点电荷,即带电体的几何线度比它们之间的距离小到可以忽略不计的情况.

“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律.欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的,对金属导电、电解液导电适用,但对气体导电是不适用的.欧姆定律的运用有对应关系.电阻是电路的物理性质,适用于温度不变时的金属导体.

“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性,用研究电场的方法进行类比,可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念.

“电磁感应”这一章,重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律.在这部分知识中,能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线.本章以电流、磁场为基础,它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面,是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础.电磁感应的重点和核心是感应电动势.运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的.

“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践,进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场,对场的认识又上升了一步.麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律,同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步.

3.通过电磁场在各方面表现的物质属性,使学生建立“世界是物质的”的观点

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的.大量实验证明在电荷的周围存在电场,每个带电粒子都被电场包围着.电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用.运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种唱—磁场.磁体的周围也存在着磁场.磁场也是一种客观存在的物质.磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用.现在,科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点,并证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在,电磁场是物质的一种形态.

运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对其它运动的电荷(电流)有磁场力的作用.所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间是通过磁场而发生作用的.麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象,得出结论:任何变化的磁场能够在周围空间产生电场,任何变化的电场能够在周围空间产生磁场.按照这个理论,变化的电场和变化的磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一场,这就是电磁场.电磁场由近及远的传播就形成电磁波.

从场的观点来阐述路.电荷的定向运动形成电流.产生电流的条件有两个:一是存在可自由移动的电荷;二是存在电场.导体中电流的方向总是沿着电场的方向,从高电势处指向低电势处.导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例,即导体中形成电流时,它的本身要形成电场又要提供自由电荷.当导体中电势差不存在时,电流也随之而终止.

二、以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体

1.场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题.第一章“电潮是学好电磁学的基础和关键.电场强度、电势、磁尝磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念.电场线,磁感线是形象地描述场分布的一种手段.要进行比较,找出两种力线的共性和区别以加强对场的理解.

2.电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用.在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别,比如,场不是力,电势不是能等.场中不同位置场的强弱不同,可用受场力者受场力的大小(方向)跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度.在电场中用电场力做功,说明场具有能量.通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能,离开了电场就谈不上电荷的电势能了.

3.认真做好演示实验和学生实验,使“潮抽象的概念形象化,通过演示实验是非常重要的措施.把各种实验做好,不仅使学生易于接受知识和掌握知识,也是基本技能的培养和训练.安排学生自己动手做实验,加强对实验现象的分析,引导学生从实验观察和现象分析中来发展思维能力.从物理学的特点与对中学物理教学提出的要求来看,应着力培养学生的独立实验能力和自学能力,使知识的传授和能力的培养统一在使学生真正掌握科学知识体系上.

物理电磁学范文篇5

1中学物理与大学物理电磁学部分的有效衔接

1.1电学部分的衔接

首先对于电场强度、电场强度的叠加和点电荷的电场等方面,大学物理更强调矢量的性质,并强调物质存在的两种方式:“场”与“实物”的区别,及弥散性和叠加性。在传统的中学物理的教材和讲授中,对“场”的这两个特性都是略微指出。只要有场源电荷,就会在空间激发电场,而场的分布与其他实物不同,它具有“无处不在”的弥散性和空间叠加性,而大多实物都是有形态有尺度并占用一定空间的物质,并在同一空间不能叠加。对该部分讲解可以举生活中的例子,比如现在通讯手段十分发达,可以通过手机在某一个固定位置能够探测到众多的wifi信号来说明“场”的弥散性和叠加性,比如同一个空间可以被无数的“场”同时占用,而不同的实物却不能同时占用同一空间。这样通过生活中的一些实例分析,让学生更加清楚直观地理解“场”的弥散性和叠加性这两个特点。当然也可以证实场与实物一样,也具有能量、动量和质量等重要性质。正是由于场的弥散性和叠加性这两大特点,大学物理电磁学部分的学习中对于分均匀分布的电场的计算通常采用微积分的方法,因为对无穷多个小电荷元激发的电场的叠加就是积分。另一方面,电磁场作为与空间位置有关的矢量点函数,在积分中要涉及到矢量的运算,这也是电磁场矢量叠加必然的数学工具。以电势为例,下面详细讨论中学物理与大学物理中的异同。在中学教材中,电势被定义为:如果在电场中选一个标准位置,那么电场中某点跟标准为止间的电势差。电势差跟高度差相似,被选作标准位置间的电势为零。电势和电势差单位相同。由电势的概念可知,电场中某点电势在数值上等于单位正电荷由改点移动到标准位置(零电势点)时,电场力做的功。电场中某点电势的大小与电势零点的选取有关。在大学物理中,对电势有更加具体的表述。如果选取无穷远处为电势零点,空间中任一点P的电势就等于:。由于电场力做功与路径无关,对于空间中任意两点P和Q,我们有,即,表示P、Q两点间的电势差等于P点的电势减去Q点的电势。在实际工作中常常以地面或者电器外壳的电势为0,这样各点的电势值也将随之改变,但是两点之间的电势差与参考点的选取无关。通过比较可知,大学物理对此概念的描述在定性引入的基础上,定量给出了具体的计算公式。另外,对电动势的讲授上,中学教材只是从能量转化的角度定义了电动势是把其他形式的能(如化学能)转化为电能的本领;大学物理在能量转化的基础上,又引入了“非静电力”等概念来揭示电动势的本质:把单位正电荷从负极通过电源内部移动到正极时非静电力做的功,并给出了具体的数学表达式。

1.2磁学部分的衔接

首先,对于电流磁场的理论知识,中学物理教材定性地描述了电流产生的磁场以及判定磁场方向的一个重要方法,即右手定则(或者叫安培定则):用右手握住导线(或螺旋管),让伸直的拇指(或弯曲的四指)的方向与电流的方向一致,弯曲的四指(或伸直的拇指)所指的就是磁感线的环绕方向(螺旋管内部磁感线的方向)。通过上述方法可以很容易判定直线电流和通电螺旋管(包括环形电流)产生的磁场。大学物理教材中首先列举了几种典型的磁现象,如奥斯特实验、磁铁对载流导线的作用等。然后引入磁感应强度以及磁通量的概念,对于任意形状的载流导线在给定点所产生的磁感应强度,可以看作是导线上各个电流元在该点产生的磁感应强度的叠加。可以通过毕奥-萨伐尔(后面简称“毕萨”)定律定量计算出任意形状的载流导线在给定点产生的磁场大小和方向。当然,用毕萨定律判断载流导线在空间某点产生的磁场方向与中学教材中讲述的根据安培定则判断方向的结论是一致的,只不过用了矢量的数学运算。其次,在磁场对通电导线的作用的阐述方面,中学物理教材只能计算电流方向与磁场方向垂直的直导线在匀强磁场中所受安培力的大小,并用左手定则判断其方向;大学物理教材可以根据安培定律计算磁场对任意形状载流导线的作用力(通常叫安培力),并用矢量叉积法或者右螺旋法则判断其方向。并且大学物理中还可以计算无限长两平行载流直导线间的相互作用力以及磁场对载流线圈的作用力。另外,中学教材从基本的电磁感应现象入手,通过载流导线在磁场中的受力,先定义这种力叫作“安培力”,再详细研究影响安培力大小的因素,写成公式即:B=F/IL。而在大学物理教材中,可以分别从运动电荷在磁场中的受力和安培定律的基础上对磁感应强度进行定义。中学教材中并没有体现磁感应强度的方向与安培力的方向的关系,因为高中生没有学过微元法,用一小段通电导线检测物体所受的安培力,这样的实验演示比较形象直观。但测得的磁感应强度是一小段通电导线在一定范围内的平均值,并不适用于非匀强磁场。大学物理教材中磁感应强度的定义与毕萨定律和安培定律相对应,但在实际上不可能得到单独的电流元,所以没有办法用实验直接确定两个电流元之间的相互作用,只能从闭合载流回路的实验中间接地反推出来结果。最后,在对电磁感应的学习上,中学物理教材首先是通过一些基本的电磁感应现象来研究电磁感应的产生条件,即只要闭合回路所包围面积的磁通量发生变化,回路中就一定有感应电流产生,另外感应电流的方向可以由楞次定律判断。在中学物理的课堂教学中,应该引导学生通过积极思考和查阅相关资料来主动地获得电磁感应相关的背景知识,要让学生自己深刻体会到这一理论是以法拉第为代表的一批科学家通过很多年的探索才发现的。相比较而言,大学物理教材更强调对法拉第电磁感应定律中动生电动势和感生电动势的理解,即磁通量变化的两种原因上。对于这两部分的讲述重点应该放在感生电场和洛伦兹力这两点上,它们起到一个承前启后的衔接作用:前者为学习电磁波做准备,后者可看作对前面知识的复习和巩固。

2结语

在大学物理电磁学部分教学中,要让学生真切地感受到大学物理不仅仅是中学物理课程的简单重复,让学生能够理解大学物理对研究对象以及所学定理的阐述更具有一般性,要重视高等数学表达式的物理内涵,建立物理思维。所以,做好大学物理和中学物理内容的衔接,有利于学生更深入地理解大学物理的教学内容,增强学习兴趣,提高教学效果。

作者:刘要北 高银浩 张文庆 崔小敏 单位:河南科技学院机电学院

参考文献

[1]安秉权,张秉让.大学物理与中学物理比较(电磁学部分)[J].固原师专学报:自然科学版,2002,23(6):59-62.

[2]尹彩流.《大学物理》电磁学教学中类比法的应用[J].广西民族大学学报:自然科学版,2011,17(2):98-100.

[3]汪涛.比较法在电磁学教学中的运用[J].新乡师范高等专科学校学报,2003,17(5):48-49.

[4]吴英.中学电磁学知识点与大学电磁学部分理论的对比[J].喀什师范学院报,2012,33(6):65-68.

物理电磁学范文篇6

1了解高中物理电磁学的特点与注意事项

高中物理主要思路就是力与运动、功与能的转换,所以对于高中物理的电磁学教学也需要充分把准这一命脉,将其作为教学的基本思路.电磁学在高中物理课程的设置中由场和路两方面构成,所以在电磁学教学过程中也应该从这2方面进行教学,帮助学生理解和掌握其基本概念,找出电磁学的基本规律,最终更好地解决电磁场综合问题,完成对电磁学的学习.例如,在电磁学问题的解答过程中,首先根据粒子在不同的运动情况或者物理现象下都是以力与运动的联系进行组合,将电磁学的问题转换为力与运动或者是功与能的问题.这样,解题思路得以显现,再对电磁学问题进行力学分析,将粒子运动状态所体现的受力情况完全显露出来,再应用牛顿定律,最终完成电磁学中力学的讨论部分.同时,对于电磁学中功与能的问题就需要应用能量守恒与转化的观点,列出能量方程式,让电磁学问题迎刃而解.对于电磁学的教学就是抓住电磁学特点,将抽象的电磁运动转化为宏观的力学与能量问题,利于学生运用已知的知识解决未知的问题.在电磁学教学过程中,还需要注意尽量帮助学生理解抽象的物理现象,帮助学生运用丰富的想象掌握电磁学运动问题,总结解题的一般思路.

2高中物理电磁学教学方法分类

既然电磁学主要包括了场与路,那么在教学方法的选择上就可采用将这二者分开研究的方式进行.物质与物质相互作用形成电磁学的场,例如匀强电场、匀强磁场等可以从场入手,对学生进行电磁学的讨论与研究.而对于电磁学中的路,包括磁感线、电路等,例如匀强磁场与电路的关系就可以反映出它们存在某种特殊的联系.在电磁学教学过程中可以以场为研究对象,以路为研究方法.1)对于“电生磁”与“磁生电”的讨论中,会运用逆向教学的方法,让学生去思考和探索未知的问题.2)类比法,对于2个概念,通过对比某些相似的地方,进而推导出其他部分也相似的结论.比如在电场与电场强度的教学中,也可以运用类比法,将试探电荷置于电场中类比物体在重力场中的情况,最终获得电场强度的表达以及电场强度的影响因素.3)其实对于这类抽象概念的教学,还可运用形象思维的方法.在电磁学教学中,对于磁场这类似看不见、摸不着的物理现象,如果直接交给学生让其掌握,那么很可能就会忘记,但是如果用生活中可以接触或者感知的具象来解释这种现象,就可以让学生更好地理解和把握这一知识点.再例如对于磁铁在铁粉盒上方移动过程中,会产生一系列现象,而这些现象就是在磁场作用下产生的,这样就能加深学生对于磁场的理解.例如在安培定律、左手定律等定律描述相关物理现象之间的关系时,本来是人为假想出来的原理,但因为存在现象,所以可以运用形象思维,想象出相关量,最终将形象思维衍成抽象事物.4)实验法,通过实验验证某些规律或者得出新的结论.例如人类通过“磁生电”这一实验成功发明了电.通过这一系列的教学方法,高中物理教师可以让学生在电磁学的学习过程中收获更多的知识.

3科学运用理论教学与实验教学

物理电磁学范文篇7

一、电磁学教材的整体结构 电磁运动是物质的一种基本运动形式.电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用.其具体内容包括静电现象、电流现象、磁现象,电磁辐射和电磁场等.为了便于研究,把电现象和磁现象分开处理,实际上,这两种现象总是紧密联系而不可分割的.透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系,才能使孤立的、分散的教学变成系统化、结构化的教学.对此,应从以下三个方面来认真分析教材.

1.电磁学的两种研究方式 整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行,这两种方式均在高中教材里体现出来.只有明确它们各自的特征及相互联系,才能有计划、有目的地提高学生的思维品质,培养学生的思维能力.

场的方法是研究电磁学的一般方法.场是物质,是物质的相互作用的特殊方式.中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来,静电尝恒定电尝恒定磁尝静磁尝似稳电磁尝迅变电磁场等,组成一个关于场的系统,该系统包括中学物理电学部分的各章内容.

“路”是“场”的一种特殊情况.中学教材以“路”为线的大骨架可理顺为:静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等.

“场”和“路”之间存在着内在的联系.麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律,是以“场”为基础的.“场”是电磁运动的实质,因此可以说“场”是实质,“路”是方法.

2.物理知识规律物 理知识的规律体现为一系列物理基本概念、定律和原理的规律,以及它们的相互联系.

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验,掌握了充分可靠的事实之后,进行分析和比较找出它们相互之间存在着的关系,并把这些关系用定律的形式表达出来.物理定律的形成,也是在物理概念的基础上进行的.但是,物理定律并不是绝对准确的,在实验基础上建立起来的物理定律总是具有近似性和局限性,因此其适用范围有一定的局限性.

第二册第一章“电潮重要的物理规律是库仑定律.库仑定律的实验是在空气中做的,其结果跟在真空中相差很小.其适用范围只适用于点电荷,即带电体的几何线度比它们之间的距离小到可以忽略不计的情况.

“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律.欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的,对金属导电、电解液导电适用,但对气体导电是不适用的.欧姆定律的运用有对应关系.电阻是电路的物理性质,适用于温度不变时的金属导体.

“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性,用研究电场的方法进行类比,可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念.

“电磁感应”这一章,重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律.在这部分知识中,能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线.本章以电流、磁场为基础,它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面,是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础.电磁感应的重点和核心是感应电动势.运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的.

“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践,进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场,对场的认识又上升了一步.麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律,同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步.

3.通过电磁场在各方面表现的物质属性,使学生建立“世界是物质的”的观点 电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的.大量实验证明在电荷的周围存在电场,每个带电粒子都被电场包围着.电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用.运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种唱—磁场.磁体的周围也存在着磁场.磁场也是一种客观存在的物质.磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用.现在,科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点,并证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在,电磁场是物质的一种形态.

运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对其它运动的电荷(电流)有磁场力的作用.所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间是通过磁场而发生作用的.麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象,得出结论:任何变化的磁场能够在周围空间产生电场,任何变化的电场能够在周围空间产生磁场.按照这个理论,变化的电场和变化的磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一场,这就是电磁场.电磁场由近及远的传播就形成电磁波.

从场的观点来阐述路.电荷的定向运动形成电流.产生电流的条件有两个:一是存在可自由移动的电荷;二是存在电场.导体中电流的方向总是沿着电场的方向,从高电势处指向低电势处.导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例,即导体中形成电流时,它的本身要形成电场又要提供自由电荷.当导体中电势差不存在时,电流也随之而终止.

二、以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体 1.场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题.第一章“电潮是学好电磁学的基础和关键.电场强度、电势、磁尝磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念.电场线,磁感线是形象地描述场分布的一种手段.要进行比较,找出两种力线的共性和区别以加强对场的理解.

2.电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用.在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别,比如,场不是力,电势不是能等.场中不同位置场的强弱不同,可用受场力者受场力的大小(方向)跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度.在电场中用电场力做功,说明场具有能量.通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能,离开了电场就谈不上电荷的电势能了.

3.认真做好演示实验和学生实验,使“潮抽象的概念形象化,通过演示实验是非常重要的措施.把各种实验做好,不仅使学生易于接受知识和掌握知识,也是基本技能的培养和训练.安排学生自己动手做实验,加强对实验现象的分析,引导学生从实验观察和现象分析中来发展思维能力.从物理学的特点与对中学物理教学提出的要求来看,应着力培养学生的独立实验能力和自学能力,使知识的传授和能力的培养统一在使学生真正掌握科学知识体系上.

物理电磁学范文篇8

一、电磁学教材的整体结构

电磁运动是物质的一种基本运动形式.电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用.其具体内容包括静电现象、电流现象、磁现象,电磁辐射和电磁场等.为了便于研究,把电现象和磁现象分开处理,实际上,这两种现象总是紧密联系而不可分割的.透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系,才能使孤立的、分散的教学变成系统化、结构化的教学.对此,应从以下三个方面来认真分析教材.

1.电磁学的两种研究方式

整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行,这两种方式均在高中教材里体现出来.只有明确它们各自的特征及相互联系,才能有计划、有目的地提高学生的思维品质,培养学生的思维能力.

场的方法是研究电磁学的一般方法.场是物质,是物质的相互作用的特殊方式.中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来,静电尝恒定电尝恒定磁尝静磁尝似稳电磁尝迅变电磁场等,组成一个关于场的系统,该系统包括中学物理电学部分的各章内容.

“路”是“场”的一种特殊情况.中学教材以“路”为线的大骨架可理顺为:静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等.

“场”和“路”之间存在着内在的联系.麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律,是以“场”为基础的.“场”是电磁运动的实质,因此可以说“场”是实质,“路”是方法.

2.物理知识规律物

理知识的规律体现为一系列物理基本概念、定律和原理的规律,以及它们的相互联系.

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验,掌握了充分可靠的事实之后,进行分析和比较找出它们相互之间存在着的关系,并把这些关系用定律的形式表达出来.物理定律的形成,也是在物理概念的基础上进行的.但是,物理定律并不是绝对准确的,在实验基础上建立起来的物理定律总是具有近似性和局限性,因此其适用范围有一定的局限性.

第二册第一章“电潮重要的物理规律是库仑定律.库仑定律的实验是在空气中做的,其结果跟在真空中相差很小.其适用范围只适用于点电荷,即带电体的几何线度比它们之间的距离小到可以忽略不计的情况.

“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律.欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的,对金属导电、电解液导电适用,但对气体导电是不适用的.欧姆定律的运用有对应关系.电阻是电路的物理性质,适用于温度不变时的金属导体.

“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性,用研究电场的方法进行类比,可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念.

“电磁感应”这一章,重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律.在这部分知识中,能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线.本章以电流、磁场为基础,它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面,是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础.电磁感应的重点和核心是感应电动势.运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的.

“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践,进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场,对场的认识又上升了一步.麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律,同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步.

3.通过电磁场在各方面表现的物质属性,使学生建立“世界是物质的”的观点

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的.大量实验证明在电荷的周围存在电场,每个带电粒子都被电场包围着.电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用.运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种唱—磁场.磁体的周围也存在着磁场.磁场也是一种客观存在的物质.磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用.现在,科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点,并证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在,电磁场是物质的一种形态.

运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对其它运动的电荷(电流)有磁场力的作用.所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间是通过磁场而发生作用的.麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象,得出结论:任何变化的磁场能够在周围空间产生电场,任何变化的电场能够在周围空间产生磁场.按照这个理论,变化的电场和变化的磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一场,这就是电磁场.电磁场由近及远的传播就形成电磁波.

从场的观点来阐述路.电荷的定向运动形成电流.产生电流的条件有两个:一是存在可自由移动的电荷;二是存在电场.导体中电流的方向总是沿着电场的方向,从高电势处指向低电势处.导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例,即导体中形成电流时,它的本身要形成电场又要提供自由电荷.当导体中电势差不存在时,电流也随之而终止.

二、以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体

1.场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题.第一章“电潮是学好电磁学的基础和关键.电场强度、电势、磁尝磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念.电场线,磁感线是形象地描述场分布的一种手段.要进行比较,找出两种力线的共性和区别以加强对场的理解.

2.电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用.在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别,比如,场不是力,电势不是能等.场中不同位置场的强弱不同,可用受场力者受场力的大小(方向)跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度.在电场中用电场力做功,说明场具有能量.通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能,离开了电场就谈不上电荷的电势能了.

3.认真做好演示实验和学生实验,使“潮抽象的概念形象化,通过演示实验是非常重要的措施.把各种实验做好,不仅使学生易于接受知识和掌握知识,也是基本技能的培养和训练.安排学生自己动手做实验,加强对实验现象的分析,引导学生从实验观察和现象分析中来发展思维能力.从物理学的特点与对中学物理教学提出的要求来看,应着力培养学生的独立实验能力和自学能力,使知识的传授和能力的培养统一在使学生真正掌握科学知识体系上.

物理电磁学范文篇9

一、电磁学教材的整体结构

电磁运动是物质的一种基本运动形式.电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用.其具体内容包括静电现象、电流现象、磁现象,电磁辐射和电磁场等.为了便于研究,把电现象和磁现象分开处理,实际上,这两种现象总是紧密联系而不可分割的.透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系,才能使孤立的、分散的教学变成系统化、结构化的教学.对此,应从以下三个方面来认真分析教材.

1.电磁学的两种研究方式

整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行,这两种方式均在高中教材里体现出来.只有明确它们各自的特征及相互联系,才能有计划、有目的地提高学生的思维品质,培养学生的思维能力.

场的方法是研究电磁学的一般方法.场是物质,是物质的相互作用的特殊方式.中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来,静电尝恒定电尝恒定磁尝静磁尝似稳电磁尝迅变电磁场等,组成一个关于场的系统,该系统包括中学物理电学部分的各章内容.

“路”是“场”的一种特殊情况.中学教材以“路”为线的大骨架可理顺为:静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等.

“场”和“路”之间存在着内在的联系.麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律,是以“场”为基础的.“场”是电磁运动的实质,因此可以说“场”是实质,“路”是方法.

2.物理知识规律物

理知识的规律体现为一系列物理基本概念、定律和原理的规律,以及它们的相互联系.

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验,掌握了充分可靠的事实之后,进行分析和比较找出它们相互之间存在着的关系,并把这些关系用定律的形式表达出来.物理定律的形成,也是在物理概念的基础上进行的.但是,物理定律并不是绝对准确的,在实验基础上建立起来的物理定律总是具有近似性和局限性,因此其适用范围有一定的局限性.

第二册第一章“电潮重要的物理规律是库仑定律.库仑定律的实验是在空气中做的,其结果跟在真空中相差很小.其适用范围只适用于点电荷,即带电体的几何线度比它们之间的距离小到可以忽略不计的情况.

“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律.欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的,对金属导电、电解液导电适用,但对气体导电是不适用的.欧姆定律的运用有对应关系.电阻是电路的物理性质,适用于温度不变时的金属导体.

“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性,用研究电场的方法进行类比,可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念.

“电磁感应”这一章,重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律.在这部分知识中,能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线.本章以电流、磁场为基础,它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面,是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础.电磁感应的重点和核心是感应电动势.运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的.

“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践,进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场,对场的认识又上升了一步.麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律,同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步.

3.通过电磁场在各方面表现的物质属性,使学生建立“世界是物质的”的观点

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的.大量实验证明在电荷的周围存在电场,每个带电粒子都被电场包围着.电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用.运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种唱—磁场.磁体的周围也存在着磁场.磁场也是一种客观存在的物质.磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用.现在,科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点,并证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在,电磁场是物质的一种形态.

运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对其它运动的电荷(电流)有磁场力的作用.所有磁现象都可以归结为运动电荷(电流)之间是通过磁场而发生作用的.麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象,得出结论:任何变化的磁场能够在周围空间产生电场,任何变化的电场能够在周围空间产生磁场.按照这个理论,变化的电场和变化的磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一场,这就是电磁场.电磁场由近及远的传播就形成电磁波.

从场的观点来阐述路.电荷的定向运动形成电流.产生电流的条件有两个:一是存在可自由移动的电荷;二是存在电场.导体中电流的方向总是沿着电场的方向,从高电势处指向低电势处.导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例,即导体中形成电流时,它的本身要形成电场又要提供自由电荷.当导体中电势差不存在时,电流也随之而终止.

二、以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体

1.场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题.第一章“电潮是学好电磁学的基础和关键.电场强度、电势、磁尝磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念.电场线,磁感线是形象地描述场分布的一种手段.要进行比较,找出两种力线的共性和区别以加强对场的理解.

2.电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用.在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别,比如,场不是力,电势不是能等.场中不同位置场的强弱不同,可用受场力者受场力的大小(方向)跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度.在电场中用电场力做功,说明场具有能量.通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能,离开了电场就谈不上电荷的电势能了.

3.认真做好演示实验和学生实验,使“潮抽象的概念形象化,通过演示实验是非常重要的措施.把各种实验做好,不仅使学生易于接受知识和掌握知识,也是基本技能的培养和训练.安排学生自己动手做实验,加强对实验现象的分析,引导学生从实验观察和现象分析中来发展思维能力.从物理学的特点与对中学物理教学提出的要求来看,应着力培养学生的独立实验能力和自学能力,使知识的传授和能力的培养统一在使学生真正掌握科学知识体系上.

物理电磁学范文篇10

关键词:电磁学教学;静电场;稳恒磁场

电磁学作为物理教育专业的一门重要专业基础课程,为光学、电动力学、电工学、原子与分子物理等后续课程奠定基础。电磁学承接了力学中关于物体的受力、做功、运动规律等内容的分析,同时也增加了对“场”这一抽象概念的处理,需要有较扎实的高等数学知识并能灵活运用高等数学处理问题的方法,同时它又具有较强基础性和应用性,学生普遍反映电磁学难懂难学。分析其中原因并设法解决,才能提高学生学习的积极性,改善学习效果,从而达到提高教学质量的目的。通过不断摸索,发现学生学习电磁学过程中存在困难,主要集中在以下几个原因,现对其进行逐个分析并探讨解决的办法。

1对课程重要性认识不足

“兴趣是最好的老师”,若理论学习脱离了实际,一味进行枯燥乏味的理论推算,对学习该门课程的重要性不明确,不了解该学科的历史背景、现实应用,难以提高学生的学习兴趣。物理学是一门实用性很强的自然科学,电磁学作为其中的重要分支学科,在工业生产、生活、医疗、科研及国防建设诸方面均有广泛应用,对当代社会发展起到至关重要的作用。[1]在介绍教学内容的过程中,可适当融入物理学史的内容:通过库仑、奥斯特、安培、法拉第、麦克斯韦等对电磁学作出了重大贡献的伟大科学家的事迹,了解他们的科学研究历程,学习他们崇尚理性、勇于探索、锲而不舍的科学精神。麦克斯韦预言电磁波的存在,赫兹实验发现电磁波,马可尼发明电报,推动着人类通讯发展进入崭新的阶段。从直流发电机的发明到交流发电机的广泛应用,为人类提供了将其他能源转换为便于储存运输的电能的途径,电力的广泛应用推动人类社会进入电气时代。[2]在涉及具体知识点的教学活动中,也可适时联系在生活、生产等方面的应用实例,如介绍静电屏蔽这一知识点时,引入电工工作服的使用原理,并让学生查找其他类似应用实例;又如学习电介质的极化时,插入微波炉的工作原理、使用过程中的禁忌及其原因等,增加生活常识。如此将理论联系实际,特别是日常生活熟悉的例子,学以致用,有助于提高学生学习的兴趣。此外,结合物理教育专业的就业方向,联系《新课标》对电磁学内容的要求,分析近年高考理综卷中电磁学所占的比例,介绍近年高考电磁学的热门考点、考试题型,比如带电粒子在电场、磁场或复合场中的运动类题型是近年高考理综物理卷中的常客,对电路的分析或常见仪表的结构、使用也是常见考题。这样既可强化其专业意识,也可提高学生对电磁学的重视程度,增加学习动力。

2高等数学知识准备不足

电磁学难学还在于这门课程对高等数学的要求高,需要掌握微积分、矢量运算、线性代数、坐标系转换等多项内容,其中高等数学微积分是处理大学物理各门专业课程最基本的数学工具,如果学生没有较好地掌握这部分内容,将增加专业学习的难度。因此有必要在教学过程中让学生明确高等数学的重要性,引导学生打下扎实的高等数学基础。在学习电磁学的同时,部分高等数学内容的学习却未能及时跟进。比如在电磁学第一章就要求运用多重积分计算电场强度和电场强度通量,但二重积分、三重积分的学习都要等到下半学期才能进行,学生在处理相关问题时倍感吃力。在电磁学中涉及各种对称性问题的处理,不同对称特点的问题需要用适当的坐标系,使处理问题更加简便。如当带电体具有球状或半球状外形时,若用叠加原理计算电场强度,选用球坐标会使问题的处理更为便捷。在处理这类问题时同样面临相关高等数学知识尚未学习的难题,解决办法通常有以下几种。方法一:调整培养方案,将电磁学课程开设时间往后延。但若采用这种方法,仅能解决电磁学一门课程的问题,却会影响光学、电动力学等后续课程的学习,因此这种方法难以被采纳。方法二:在教学过程中补充尚未学习但需要用到的高等数学知识。但这样会占用一些理论教学课时,增加教学难度,需要教师能处理好教学课时安排,较好地掌控教学进度。方法三:通过物理思想简化数学计算。如运用叠加原理处理电场问题时,若已知线电荷电场的分布,把面电荷看成线电荷的集合,同理也可把体电荷分解为面电荷的叠加,便于将多重积分替换为一重积分,降低计算难度。方法四:用几何的方法,尽量把积分变量变成角变量,进行三角函数积分,将数学计算化繁为简。[3]方法五:场的分布具有一定的对称性时,尽量用高斯定理或安培环路定理解决问题。如常见的求解具有轴对称、面对称、球对称等对称性的静电场电场强度时,采用静电场的高斯定理可以避免多重积分和坐标系的选取问题。即使学生已经进行了相关高等数学知识的学习,但如何灵活运用高等数学工具解决各种电磁学问题仍是个难题。如微积分的运用,学生先要熟悉电磁学的定理、定律,根据给定条件建立微分式或积分式乃至微分方程或积分方程,还要根据物理过程的给定条件确定初始条件和积分上下限,物理专业知识与高等数学工具双管齐下方能求解出结果。因此,在教学过程中教师有必要多做示范、练习数学知识在物理学上的应用,让学生经过反复练习找出规律,直至达到熟能生巧的程度。[4]

3对课程内容结构认识不足

电磁学内容抽象繁多,题型灵活多变,若对课程整体内容没有深入了解,容易望而生畏。纵观电磁学的主要教学内容,分为“场”和“路”这两大块内容,而“路”即电路部分将在后续的电工学等课程里作进一步的学习,因此应将教学重点放在“场”即电磁场这部分。按照惯例,通常遵循静电场——>稳衡磁场——>变化的电磁场这样的教学次序,静电场与稳衡磁场不管是在概念、定理定律等内容结构方面,还是处理问题的思想方法都有惊人的相似之处。在教学过程中采用对称性分析,在学习静电场的基础上,对比学习稳恒磁场,分析两种场的异同,可提高学习效率,达到事半功倍的效果。

4电磁学处理问题的基本方法和思路不明确

同其他学科一样,电磁学有具有其自身特点的处理问题的基本方法和思路,掌握这些基本方法和思路对学好电磁学极为重要。电磁学处理问题的基本方法比较固定,以静电场和稳衡磁场为例,静电场的常用计算方法有三种:利用库仑定律、电场强度定义和电场叠加原理计算,原则上可以计算任意静电场,但计算通常较繁琐;利用高斯定理计算,需电场具有某些对称性才方便计算;利用场强与电势的微分关系计算。静电场分真空中、有导体时和有电介质时三种情况,计算真空中的情况最为简单,有导体时需考虑静电感应效应,有电介质时则需考虑极化效应。稳衡磁场分真空中、有磁介质时的情况,计算稳恒磁场的常用方法有:利用毕-萨定律和磁场叠加原理计算,原则上可以计算任意恒定电流分布产生的磁场;利用安培环路定律计算,需磁场分布具有一定的对称性才便于计算。采用不同的处理方法时对应不同的解决问题的思路,如用上述第一种方法计算稳恒磁场时的基本思路通常是这样。第一步:将各种电流分布分割为电流元;第二步:利用毕-萨定律和磁场叠加原理建立积分式,并根据已知条件设定积分上下限;第三步:计算积分结果。为简化计算,第一步也可作适当的调整,如将旋转的带电圆盘分割为带电圆环,无限长通电圆柱面可分割成无限长通电直导线,大大降低积分难度。如用安培环路定理解决问题的基本思路则为:第一步,对称性分析;第二步,选取合适的积分环路;第三步,根据安培环路定理建立积分方程;第四步,求解方程。其中前两步最为关键。[5]掌握了解决问题的基本方法和思路,才能自如应对千变万化的问题。教学过程中不妨先教会学生部分基本方法和思路并通过练习不断熟悉,再引导学生学会自己摸索和总结,让学生掌握知识点的同时更重视掌握基本方法和思路,培养良好的学习方式。学生才是学习的主体,高校强调学生学习的自主性,造成电磁学难教难学问题还有其他多方面的原因,但解决问题的根本在于培养和激发学生学习的主观能动性,让学生乐学并有信心学好电磁学。通过教学实践,解决上述几个问题可有效改善学习效果,同时也在不增加学习难度的基础上扩大知识面,有助于物理教育专业学生更好地适应今后的学习和工作。

参考文献:

[1]杨凡。《电磁学》课程教学改革探讨[J]。绵阳师范学院学报(自然科学版),2011,30(5):133~136。

[2]宋德生,李国栋。电磁学发展史[M]。广西人民出版社,1987,4。

[3]马文蔚。物理学(上)[M]。高等教育出版社,2012,12。

[4]王玉琢。《物理学》教学中应注意的几个问题[J]。辽宁师专学报,2007,9(2):12~13,88。