電磁學(xué)范文10篇
時間:2024-01-18 11:55:21
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電磁學(xué)課堂教學(xué)改革論文
一、緒論
物理教學(xué)分為理論與實驗兩個部分,兩方面需要一起發(fā)展、一起進(jìn)步,才會促進(jìn)學(xué)科教學(xué)不斷完善。物理教學(xué)必須將實踐、理論兩個方面結(jié)合起來,物理學(xué)習(xí)中有許多理論、概念、規(guī)律就是在實驗中發(fā)現(xiàn)、認(rèn)證的。電磁學(xué)是物理教學(xué)中必須學(xué)習(xí)的內(nèi)容,電磁學(xué)研究電、磁以及電磁之間的相互關(guān)系,學(xué)習(xí)內(nèi)容抽象、學(xué)生難以理解,逐漸產(chǎn)生畏難情緒,不愿意去學(xué)習(xí)與思考,逐漸影響教學(xué)質(zhì)量。在以往的很長的教學(xué)時間里,電磁學(xué)教學(xué)模式都比較傳統(tǒng),一般來說采取的是傳統(tǒng)的講授法,一張黑板一支筆,一張嘴巴講到底,教師在講臺上講,學(xué)生在下面被動的聽,機(jī)械的接受知識,唯書本與教師是從,忽略學(xué)生動手能力、實踐能力的提升,對實驗教學(xué)的重視程度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足的。在這樣的背景下,若是想要在課堂教學(xué)中推進(jìn)演示實驗,是有一定的難度的。演示實驗具有趣味性、知識性、實踐性與示范性,對提升學(xué)生的理解與動手能力有很大的幫助。特別是近年來,隨著多媒體技術(shù)在教學(xué)中的有效運(yùn)用,教學(xué)不再局限于利用多媒體技術(shù)進(jìn)行概念、規(guī)律、公式的推導(dǎo),也逐漸引入物理視頻動畫,代替事物進(jìn)行演示實驗的操作,讓學(xué)生更加直觀形象的理解概念與含義。在物理教學(xué)中引入演示實驗,是非常重要的。鑒于電磁學(xué)教學(xué)的實際情況,教師要有效利用演示實驗,將實驗與教學(xué)巧妙的結(jié)合在一起,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)質(zhì)量的提升。
二、研究意義
物理是一門觀察與實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,物理學(xué)習(xí)中的概念、公式等都是以實驗為基礎(chǔ)的。因此,物理實驗教學(xué)成為課堂教學(xué)必不可少的一部分。傳統(tǒng)意義上的物理教學(xué)實驗分為探究性與演示性實驗,二者主要的區(qū)別就是實驗?zāi)康氖遣煌模骄啃詫嶒炓髮W(xué)生參與實驗的設(shè)計與操作,加強(qiáng)學(xué)生對實驗的設(shè)計能力與思維能力,提升學(xué)生實踐操作能力。演示性實驗,更多的是在解釋物理概念、物理規(guī)律、物理公式的時候,向?qū)W生展示相關(guān)的實驗,這類實驗要求實驗具有可操作性已經(jīng)具有明顯的實驗現(xiàn)象,目的在于加深學(xué)生對物理的理解。當(dāng)前物理課堂教學(xué)對實驗教學(xué)這一塊的教學(xué)模式依然是十分單一的,往往僅僅注重課堂教學(xué),不注重實驗教學(xué),這與學(xué)校不重視實驗教學(xué)有關(guān),很多教師沒有認(rèn)識到物理實驗的本質(zhì)作用,還有一些教師將物理實驗作為訓(xùn)練課或者技能課,這也是不可取的。演示實驗作為教學(xué)中非常重要的方面,將理論講解與演示實驗結(jié)合起來,將一些抽象的物理知識與想象展現(xiàn)出來,加深學(xué)生對物理知識的理解,掌握物理學(xué)習(xí)的規(guī)律,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率。
三、演示實驗在電磁學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
電磁學(xué)教學(xué)從教學(xué)內(nèi)容、研究對象上來說,都具有挑戰(zhàn)性,電磁學(xué)的概念更加抽象,規(guī)律更加深奧,相關(guān)的物理現(xiàn)象也是更加復(fù)雜的,這對學(xué)生的理解能力提出了更高的要求,客觀上加大了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。傳統(tǒng)的電磁學(xué)教學(xué)模式是教師在課堂上講解,學(xué)生被動接受,這是以教師為中心的教學(xué)模式,其實還是存在許多弊端的。因此,在電磁學(xué)教學(xué)改革中,引入演示實驗是十分必要的,通過這種教學(xué)模式,可以清楚的看到教學(xué)效果得到明顯的提升。針對電磁學(xué)教學(xué),我認(rèn)為需要從以下三個部分進(jìn)行。(1)電學(xué)演示實驗的作用。電學(xué)是電磁學(xué)教學(xué)的重要分支,電學(xué)本身包含的難點(diǎn)并不是很多,但是電學(xué)是電磁學(xué)的基礎(chǔ),電學(xué)的學(xué)習(xí)對整個電磁學(xué)具有關(guān)鍵作用,在學(xué)習(xí)電學(xué)的時候,學(xué)生對電磁學(xué)還沒有形成特定的認(rèn)知,還沒有形成特定的思維,在理解電磁學(xué)的時候往往呈現(xiàn)出一定的主觀性、片面性、表面性,針對這些問題,我們采取避雷針演示實驗,讓學(xué)生認(rèn)識到尖端放電現(xiàn)象,幫助學(xué)生更快速的理解知識,加深學(xué)生對電學(xué)知識的理解。(2)磁學(xué)演示實驗的作用。磁學(xué)在電磁學(xué)教學(xué)中占據(jù)的比例比較大,磁學(xué)的難度比電學(xué)更大,在實際教學(xué)中受到的挑戰(zhàn)也會更加多,在實際教學(xué)中,安倍力演示實驗的引用,學(xué)生很快就明白通電導(dǎo)線在磁場中是如何受力的,然后進(jìn)行深一步的講解與討論。(3)電磁學(xué)演示實驗的作用。縱觀電磁學(xué)的發(fā)展歷史,在該現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)與研究之后,本來應(yīng)該是兩個獨(dú)立的學(xué)科:電學(xué)與磁學(xué),后來逐漸融合發(fā)展,成為一個群體。因此,電磁學(xué)研究是是電與磁之間的關(guān)系與作用。演示實驗的引用,可以將電磁之間的關(guān)系更好地展示出來。
電磁學(xué)電化發(fā)展分析論文
摘要:現(xiàn)代人的生活,似乎離不開電.物理概念的發(fā)展而言,更有趣的,也更重要的是;人們怎么會從不知道用電,一步一步,變成了有了用電的能力,終于到了離不開它的地步。這段歷史,也最能鮮明地描繪出:以理解大自然為目標(biāo)的科學(xué)研究,對全人類可能(但不必然)產(chǎn)生的巨大影響。
關(guān)鍵詞:電磁學(xué)發(fā)展世界電化
一、前言
現(xiàn)代人的生活,似乎離不開電。電燈、電話、電視、電影、計算機(jī)、電冰箱…,樣樣都是生活必須用品。一旦停電,日子不知怎么過。但世界上第一個有規(guī)模的發(fā)電廠(尼加拉水力發(fā)電廠,顯示了當(dāng)時電力的需求已漸普遍)開動,不過是1896年的事,距今只有一百多年。(電視連續(xù)劇「大宅門」描寫清末民初電燈、電話初到北京城的情形,相當(dāng)有意思。)
一百多年間,這個世界上大部份的人的生活,從幾乎沒有電器用品,到充滿了電器用品,這變化不但是巨大得令人難以想象,并且深入到生活、思想、感情…,所有的人生面向。舉個有詩意的例子:愛情上受挫折是古今中外詩歌中最常見的題材。古詩中固然有怨恨情人變心的,但也很常見的是所愛之人遠(yuǎn)在他鄉(xiāng),衷情難訴,以致相思甚苦。例如:古詩十九首「采之欲誰遺,所思在遠(yuǎn)道」。李白長相思「天長路遠(yuǎn)魂飛苦」等等。如今的流行歌曲中,第二種越來越少,第一種卻很多。──今日的手機(jī)、e-mail等等,使距離不再成為談情說愛的障礙,但卻防不了情人變心。──這也顯示了,要了解古人,就要從古人當(dāng)時的情境來看才能妥切。
也許,很多人有興趣知道最新奇的發(fā)明。但從物理概念的發(fā)展而言,更有趣的,也更重要的是;人們怎么會從不知道用電,一步一步,變成了有了用電的能力,終于到了離不開它的地步。這段歷史,也最能鮮明地描繪出:以理解大自然為目標(biāo)的科學(xué)研究,對全人類可能(但不必然)產(chǎn)生的巨大影響。
物理電磁學(xué)部分研究論文
中學(xué)物理教材闡述的內(nèi)容主要是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)知識,這些理論是建立在牛頓時空觀的基礎(chǔ)上,以力學(xué)、電磁學(xué)為重點(diǎn).本文就電磁學(xué)部分的教學(xué)談點(diǎn)看法.
一、電磁學(xué)教材的整體結(jié)構(gòu)
電磁運(yùn)動是物質(zhì)的一種基本運(yùn)動形式.電磁學(xué)的研究范圍是電磁現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用.其具體內(nèi)容包括靜電現(xiàn)象、電流現(xiàn)象、磁現(xiàn)象,電磁輻射和電磁場等.為了便于研究,把電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象分開處理,實際上,這兩種現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的.透徹分析電磁學(xué)的基本概念、原理和規(guī)律以及它們的相互聯(lián)系,才能使孤立的、分散的教學(xué)變成系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的教學(xué).對此,應(yīng)從以下三個方面來認(rèn)真分析教材.
1.電磁學(xué)的兩種研究方式
整個電磁學(xué)的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進(jìn)行,這兩種方式均在高中教材里體現(xiàn)出來.只有明確它們各自的特征及相互聯(lián)系,才能有計劃、有目的地提高學(xué)生的思維品質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的思維能力.
場的方法是研究電磁學(xué)的一般方法.場是物質(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)部分完全可用場的概念統(tǒng)帥起來,靜電嘗恒定電嘗恒定磁嘗靜磁嘗似穩(wěn)電磁嘗迅變電磁場等,組成一個關(guān)于場的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括中學(xué)物理電學(xué)部分的各章內(nèi)容.
物理電磁學(xué)管理論文
中學(xué)物理教材闡述的內(nèi)容主要是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)知識,這些理論是建立在牛頓時空觀的基礎(chǔ)上,以力學(xué)、電磁學(xué)為重點(diǎn).本文就電磁學(xué)部分的教學(xué)談點(diǎn)看法.
一、電磁學(xué)教材的整體結(jié)構(gòu)
電磁運(yùn)動是物質(zhì)的一種基本運(yùn)動形式.電磁學(xué)的研究范圍是電磁現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用.其具體內(nèi)容包括靜電現(xiàn)象、電流現(xiàn)象、磁現(xiàn)象,電磁輻射和電磁場等.為了便于研究,把電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象分開處理,實際上,這兩種現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的.透徹分析電磁學(xué)的基本概念、原理和規(guī)律以及它們的相互聯(lián)系,才能使孤立的、分散的教學(xué)變成系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的教學(xué).對此,應(yīng)從以下三個方面來認(rèn)真分析教材.
1.電磁學(xué)的兩種研究方式
整個電磁學(xué)的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進(jìn)行,這兩種方式均在高中教材里體現(xiàn)出來.只有明確它們各自的特征及相互聯(lián)系,才能有計劃、有目的地提高學(xué)生的思維品質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的思維能力.
場的方法是研究電磁學(xué)的一般方法.場是物質(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)部分完全可用場的概念統(tǒng)帥起來,靜電嘗恒定電嘗恒定磁嘗靜磁嘗似穩(wěn)電磁嘗迅變電磁場等,組成一個關(guān)于場的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括中學(xué)物理電學(xué)部分的各章內(nèi)容.
中學(xué)物理電磁學(xué)研究論文
中學(xué)物理教材闡述的內(nèi)容主要是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)知識,這些理論是建立在牛頓時空觀的基礎(chǔ)上,以力學(xué)、電磁學(xué)為重點(diǎn).本文就電磁學(xué)部分的教學(xué)談點(diǎn)看法.
一、電磁學(xué)教材的整體結(jié)構(gòu)
電磁運(yùn)動是物質(zhì)的一種基本運(yùn)動形式.電磁學(xué)的研究范圍是電磁現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用.其具體內(nèi)容包括靜電現(xiàn)象、電流現(xiàn)象、磁現(xiàn)象,電磁輻射和電磁場等.為了便于研究,把電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象分開處理,實際上,這兩種現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的.透徹分析電磁學(xué)的基本概念、原理和規(guī)律以及它們的相互聯(lián)系,才能使孤立的、分散的教學(xué)變成系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的教學(xué).對此,應(yīng)從以下三個方面來認(rèn)真分析教材.
1.電磁學(xué)的兩種研究方式
整個電磁學(xué)的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進(jìn)行,這兩種方式均在高中教材里體現(xiàn)出來.只有明確它們各自的特征及相互聯(lián)系,才能有計劃、有目的地提高學(xué)生的思維品質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的思維能力.
場的方法是研究電磁學(xué)的一般方法.場是物質(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)部分完全可用場的概念統(tǒng)帥起來,靜電嘗恒定電嘗恒定磁嘗靜磁嘗似穩(wěn)電磁嘗迅變電磁場等,組成一個關(guān)于場的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括中學(xué)物理電學(xué)部分的各章內(nèi)容.
物理電磁學(xué)教法研究論文
中學(xué)物理教材闡述的內(nèi)容主要是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)知識,這些理論是建立在牛頓時空觀的基礎(chǔ)上,以力學(xué)、電磁學(xué)為重點(diǎn).本文就電磁學(xué)部分的教學(xué)談點(diǎn)看法.
一、電磁學(xué)教材的整體結(jié)構(gòu)
電磁運(yùn)動是物質(zhì)的一種基本運(yùn)動形式.電磁學(xué)的研究范圍是電磁現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用.其具體內(nèi)容包括靜電現(xiàn)象、電流現(xiàn)象、磁現(xiàn)象,電磁輻射和電磁場等.為了便于研究,把電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象分開處理,實際上,這兩種現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的.透徹分析電磁學(xué)的基本概念、原理和規(guī)律以及它們的相互聯(lián)系,才能使孤立的、分散的教學(xué)變成系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的教學(xué).對此,應(yīng)從以下三個方面來認(rèn)真分析教材.
1.電磁學(xué)的兩種研究方式
整個電磁學(xué)的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進(jìn)行,這兩種方式均在高中教材里體現(xiàn)出來.只有明確它們各自的特征及相互聯(lián)系,才能有計劃、有目的地提高學(xué)生的思維品質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的思維能力.
場的方法是研究電磁學(xué)的一般方法.場是物質(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)部分完全可用場的概念統(tǒng)帥起來,靜電嘗恒定電嘗恒定磁嘗靜磁嘗似穩(wěn)電磁嘗迅變電磁場等,組成一個關(guān)于場的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括中學(xué)物理電學(xué)部分的各章內(nèi)容.
大學(xué)物理與中學(xué)物理電磁學(xué)的銜接
作為高等院校理工農(nóng)科等專業(yè)必修的一門基礎(chǔ)理論課,大學(xué)物理對非物理類專業(yè)學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和分析解決問題能力的提高都有很大幫助。通過中學(xué)物理的學(xué)習(xí),大部分學(xué)生對大學(xué)物理課程中所要學(xué)習(xí)的一些物理概念和物理規(guī)律自認(rèn)為很熟悉,往往會忽視這些概念內(nèi)涵的理解,特別是相關(guān)物理規(guī)律的描述當(dāng)從特殊到一般、均勻到非均勻情況下所采用的數(shù)學(xué)手段發(fā)生變化,使得許多學(xué)生感覺到大學(xué)物理的學(xué)習(xí)比較困難。另一方面,由于中學(xué)物理與大學(xué)物理在不同的教學(xué)環(huán)節(jié)中有一些區(qū)別,大學(xué)物理中會介紹當(dāng)前高新技術(shù)領(lǐng)域中的基礎(chǔ)性物理原理,同時大力加強(qiáng)了現(xiàn)代物理學(xué)的重要觀念。而大一學(xué)生還無法從中學(xué)物理的學(xué)習(xí)慣性中解脫出來,會逐漸對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)缺乏興趣。所以如何在新形勢下做好大學(xué)物理與中學(xué)物理教學(xué)的有效銜接,是目前大學(xué)物理教育工作者面對的一個迫切需要解決的問題。由于大部分概念較為抽象且涉及的數(shù)學(xué)物理方法較多,電磁學(xué)教學(xué)一直是大學(xué)物理教學(xué)中的一個難點(diǎn)。在多年的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生都覺得這部分學(xué)習(xí)起來感覺很難,概念容易混淆,并且學(xué)生自主分析問題、解決問題的能力較差,并對中學(xué)物理知識已形成固定思維模式。大學(xué)物理是中學(xué)物理的升華,隨著深度和難度的增加,如何實現(xiàn)讓學(xué)生從中學(xué)物理到大學(xué)物理的順利過渡,是新形勢下教育改革實踐的重要內(nèi)容。文章主要基于目前大學(xué)物理和中學(xué)物理中電磁學(xué)部分的教學(xué)現(xiàn)狀出發(fā)對本部分知識點(diǎn)進(jìn)行比較分析,以期對該部分知識點(diǎn)的教學(xué)銜接有所幫助。
1中學(xué)物理與大學(xué)物理電磁學(xué)部分的有效銜接
1.1電學(xué)部分的銜接
首先對于電場強(qiáng)度、電場強(qiáng)度的疊加和點(diǎn)電荷的電場等方面,大學(xué)物理更強(qiáng)調(diào)矢量的性質(zhì),并強(qiáng)調(diào)物質(zhì)存在的兩種方式:“場”與“實物”的區(qū)別,及彌散性和疊加性。在傳統(tǒng)的中學(xué)物理的教材和講授中,對“場”的這兩個特性都是略微指出。只要有場源電荷,就會在空間激發(fā)電場,而場的分布與其他實物不同,它具有“無處不在”的彌散性和空間疊加性,而大多實物都是有形態(tài)有尺度并占用一定空間的物質(zhì),并在同一空間不能疊加。對該部分講解可以舉生活中的例子,比如現(xiàn)在通訊手段十分發(fā)達(dá),可以通過手機(jī)在某一個固定位置能夠探測到眾多的wifi信號來說明“場”的彌散性和疊加性,比如同一個空間可以被無數(shù)的“場”同時占用,而不同的實物卻不能同時占用同一空間。這樣通過生活中的一些實例分析,讓學(xué)生更加清楚直觀地理解“場”的彌散性和疊加性這兩個特點(diǎn)。當(dāng)然也可以證實場與實物一樣,也具有能量、動量和質(zhì)量等重要性質(zhì)。正是由于場的彌散性和疊加性這兩大特點(diǎn),大學(xué)物理電磁學(xué)部分的學(xué)習(xí)中對于分均勻分布的電場的計算通常采用微積分的方法,因為對無窮多個小電荷元激發(fā)的電場的疊加就是積分。另一方面,電磁場作為與空間位置有關(guān)的矢量點(diǎn)函數(shù),在積分中要涉及到矢量的運(yùn)算,這也是電磁場矢量疊加必然的數(shù)學(xué)工具。以電勢為例,下面詳細(xì)討論中學(xué)物理與大學(xué)物理中的異同。在中學(xué)教材中,電勢被定義為:如果在電場中選一個標(biāo)準(zhǔn)位置,那么電場中某點(diǎn)跟標(biāo)準(zhǔn)為止間的電勢差。電勢差跟高度差相似,被選作標(biāo)準(zhǔn)位置間的電勢為零。電勢和電勢差單位相同。由電勢的概念可知,電場中某點(diǎn)電勢在數(shù)值上等于單位正電荷由改點(diǎn)移動到標(biāo)準(zhǔn)位置(零電勢點(diǎn))時,電場力做的功。電場中某點(diǎn)電勢的大小與電勢零點(diǎn)的選取有關(guān)。在大學(xué)物理中,對電勢有更加具體的表述。如果選取無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn),空間中任一點(diǎn)P的電勢就等于:。由于電場力做功與路徑無關(guān),對于空間中任意兩點(diǎn)P和Q,我們有,即,表示P、Q兩點(diǎn)間的電勢差等于P點(diǎn)的電勢減去Q點(diǎn)的電勢。在實際工作中常常以地面或者電器外殼的電勢為0,這樣各點(diǎn)的電勢值也將隨之改變,但是兩點(diǎn)之間的電勢差與參考點(diǎn)的選取無關(guān)。通過比較可知,大學(xué)物理對此概念的描述在定性引入的基礎(chǔ)上,定量給出了具體的計算公式。另外,對電動勢的講授上,中學(xué)教材只是從能量轉(zhuǎn)化的角度定義了電動勢是把其他形式的能(如化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng);大學(xué)物理在能量轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上,又引入了“非靜電力”等概念來揭示電動勢的本質(zhì):把單位正電荷從負(fù)極通過電源內(nèi)部移動到正極時非靜電力做的功,并給出了具體的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
1.2磁學(xué)部分的銜接
首先,對于電流磁場的理論知識,中學(xué)物理教材定性地描述了電流產(chǎn)生的磁場以及判定磁場方向的一個重要方法,即右手定則(或者叫安培定則):用右手握住導(dǎo)線(或螺旋管),讓伸直的拇指(或彎曲的四指)的方向與電流的方向一致,彎曲的四指(或伸直的拇指)所指的就是磁感線的環(huán)繞方向(螺旋管內(nèi)部磁感線的方向)。通過上述方法可以很容易判定直線電流和通電螺旋管(包括環(huán)形電流)產(chǎn)生的磁場。大學(xué)物理教材中首先列舉了幾種典型的磁現(xiàn)象,如奧斯特實驗、磁鐵對載流導(dǎo)線的作用等。然后引入磁感應(yīng)強(qiáng)度以及磁通量的概念,對于任意形狀的載流導(dǎo)線在給定點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度,可以看作是導(dǎo)線上各個電流元在該點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加。可以通過畢奧-薩伐爾(后面簡稱“畢薩”)定律定量計算出任意形狀的載流導(dǎo)線在給定點(diǎn)產(chǎn)生的磁場大小和方向。當(dāng)然,用畢薩定律判斷載流導(dǎo)線在空間某點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向與中學(xué)教材中講述的根據(jù)安培定則判斷方向的結(jié)論是一致的,只不過用了矢量的數(shù)學(xué)運(yùn)算。其次,在磁場對通電導(dǎo)線的作用的闡述方面,中學(xué)物理教材只能計算電流方向與磁場方向垂直的直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中所受安培力的大小,并用左手定則判斷其方向;大學(xué)物理教材可以根據(jù)安培定律計算磁場對任意形狀載流導(dǎo)線的作用力(通常叫安培力),并用矢量叉積法或者右螺旋法則判斷其方向。并且大學(xué)物理中還可以計算無限長兩平行載流直導(dǎo)線間的相互作用力以及磁場對載流線圈的作用力。另外,中學(xué)教材從基本的電磁感應(yīng)現(xiàn)象入手,通過載流導(dǎo)線在磁場中的受力,先定義這種力叫作“安培力”,再詳細(xì)研究影響安培力大小的因素,寫成公式即:B=F/IL。而在大學(xué)物理教材中,可以分別從運(yùn)動電荷在磁場中的受力和安培定律的基礎(chǔ)上對磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行定義。中學(xué)教材中并沒有體現(xiàn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與安培力的方向的關(guān)系,因為高中生沒有學(xué)過微元法,用一小段通電導(dǎo)線檢測物體所受的安培力,這樣的實驗演示比較形象直觀。但測得的磁感應(yīng)強(qiáng)度是一小段通電導(dǎo)線在一定范圍內(nèi)的平均值,并不適用于非勻強(qiáng)磁場。大學(xué)物理教材中磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義與畢薩定律和安培定律相對應(yīng),但在實際上不可能得到單獨(dú)的電流元,所以沒有辦法用實驗直接確定兩個電流元之間的相互作用,只能從閉合載流回路的實驗中間接地反推出來結(jié)果。最后,在對電磁感應(yīng)的學(xué)習(xí)上,中學(xué)物理教材首先是通過一些基本的電磁感應(yīng)現(xiàn)象來研究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件,即只要閉合回路所包圍面積的磁通量發(fā)生變化,回路中就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生,另外感應(yīng)電流的方向可以由楞次定律判斷。在中學(xué)物理的課堂教學(xué)中,應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生通過積極思考和查閱相關(guān)資料來主動地獲得電磁感應(yīng)相關(guān)的背景知識,要讓學(xué)生自己深刻體會到這一理論是以法拉第為代表的一批科學(xué)家通過很多年的探索才發(fā)現(xiàn)的。相比較而言,大學(xué)物理教材更強(qiáng)調(diào)對法拉第電磁感應(yīng)定律中動生電動勢和感生電動勢的理解,即磁通量變化的兩種原因上。對于這兩部分的講述重點(diǎn)應(yīng)該放在感生電場和洛倫茲力這兩點(diǎn)上,它們起到一個承前啟后的銜接作用:前者為學(xué)習(xí)電磁波做準(zhǔn)備,后者可看作對前面知識的復(fù)習(xí)和鞏固。
高中物理電磁學(xué)教學(xué)方法研究
高中物理電磁學(xué)是將磁場與電場結(jié)合在一起,整體突出場與路的關(guān)系.物理教師在教學(xué)過程中需要幫助學(xué)生深入了解電磁學(xué)的特點(diǎn),運(yùn)用針對性的教學(xué)方法,理論結(jié)合實踐對學(xué)生進(jìn)行教學(xué),幫助學(xué)生掌握電磁學(xué)知識.
1了解高中物理電磁學(xué)的特點(diǎn)與注意事項
高中物理主要思路就是力與運(yùn)動、功與能的轉(zhuǎn)換,所以對于高中物理的電磁學(xué)教學(xué)也需要充分把準(zhǔn)這一命脈,將其作為教學(xué)的基本思路.電磁學(xué)在高中物理課程的設(shè)置中由場和路兩方面構(gòu)成,所以在電磁學(xué)教學(xué)過程中也應(yīng)該從這2方面進(jìn)行教學(xué),幫助學(xué)生理解和掌握其基本概念,找出電磁學(xué)的基本規(guī)律,最終更好地解決電磁場綜合問題,完成對電磁學(xué)的學(xué)習(xí).例如,在電磁學(xué)問題的解答過程中,首先根據(jù)粒子在不同的運(yùn)動情況或者物理現(xiàn)象下都是以力與運(yùn)動的聯(lián)系進(jìn)行組合,將電磁學(xué)的問題轉(zhuǎn)換為力與運(yùn)動或者是功與能的問題.這樣,解題思路得以顯現(xiàn),再對電磁學(xué)問題進(jìn)行力學(xué)分析,將粒子運(yùn)動狀態(tài)所體現(xiàn)的受力情況完全顯露出來,再應(yīng)用牛頓定律,最終完成電磁學(xué)中力學(xué)的討論部分.同時,對于電磁學(xué)中功與能的問題就需要應(yīng)用能量守恒與轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn),列出能量方程式,讓電磁學(xué)問題迎刃而解.對于電磁學(xué)的教學(xué)就是抓住電磁學(xué)特點(diǎn),將抽象的電磁運(yùn)動轉(zhuǎn)化為宏觀的力學(xué)與能量問題,利于學(xué)生運(yùn)用已知的知識解決未知的問題.在電磁學(xué)教學(xué)過程中,還需要注意盡量幫助學(xué)生理解抽象的物理現(xiàn)象,幫助學(xué)生運(yùn)用豐富的想象掌握電磁學(xué)運(yùn)動問題,總結(jié)解題的一般思路.
2高中物理電磁學(xué)教學(xué)方法分類
既然電磁學(xué)主要包括了場與路,那么在教學(xué)方法的選擇上就可采用將這二者分開研究的方式進(jìn)行.物質(zhì)與物質(zhì)相互作用形成電磁學(xué)的場,例如勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場等可以從場入手,對學(xué)生進(jìn)行電磁學(xué)的討論與研究.而對于電磁學(xué)中的路,包括磁感線、電路等,例如勻強(qiáng)磁場與電路的關(guān)系就可以反映出它們存在某種特殊的聯(lián)系.在電磁學(xué)教學(xué)過程中可以以場為研究對象,以路為研究方法.1)對于“電生磁”與“磁生電”的討論中,會運(yùn)用逆向教學(xué)的方法,讓學(xué)生去思考和探索未知的問題.2)類比法,對于2個概念,通過對比某些相似的地方,進(jìn)而推導(dǎo)出其他部分也相似的結(jié)論.比如在電場與電場強(qiáng)度的教學(xué)中,也可以運(yùn)用類比法,將試探電荷置于電場中類比物體在重力場中的情況,最終獲得電場強(qiáng)度的表達(dá)以及電場強(qiáng)度的影響因素.3)其實對于這類抽象概念的教學(xué),還可運(yùn)用形象思維的方法.在電磁學(xué)教學(xué)中,對于磁場這類似看不見、摸不著的物理現(xiàn)象,如果直接交給學(xué)生讓其掌握,那么很可能就會忘記,但是如果用生活中可以接觸或者感知的具象來解釋這種現(xiàn)象,就可以讓學(xué)生更好地理解和把握這一知識點(diǎn).再例如對于磁鐵在鐵粉盒上方移動過程中,會產(chǎn)生一系列現(xiàn)象,而這些現(xiàn)象就是在磁場作用下產(chǎn)生的,這樣就能加深學(xué)生對于磁場的理解.例如在安培定律、左手定律等定律描述相關(guān)物理現(xiàn)象之間的關(guān)系時,本來是人為假想出來的原理,但因為存在現(xiàn)象,所以可以運(yùn)用形象思維,想象出相關(guān)量,最終將形象思維衍成抽象事物.4)實驗法,通過實驗驗證某些規(guī)律或者得出新的結(jié)論.例如人類通過“磁生電”這一實驗成功發(fā)明了電.通過這一系列的教學(xué)方法,高中物理教師可以讓學(xué)生在電磁學(xué)的學(xué)習(xí)過程中收獲更多的知識.
3科學(xué)運(yùn)用理論教學(xué)與實驗教學(xué)
物理電磁學(xué)部分學(xué)習(xí)論文
中學(xué)物理教材闡述的內(nèi)容主要是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)知識,這些理論是建立在牛頓時空觀的基礎(chǔ)上,以力學(xué)、電磁學(xué)為重點(diǎn).本文就電磁學(xué)部分的教學(xué)談點(diǎn)看法.
一、電磁學(xué)教材的整體結(jié)構(gòu)
電磁運(yùn)動是物質(zhì)的一種基本運(yùn)動形式.電磁學(xué)的研究范圍是電磁現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用.其具體內(nèi)容包括靜電現(xiàn)象、電流現(xiàn)象、磁現(xiàn)象,電磁輻射和電磁場等.為了便于研究,把電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象分開處理,實際上,這兩種現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的.透徹分析電磁學(xué)的基本概念、原理和規(guī)律以及它們的相互聯(lián)系,才能使孤立的、分散的教學(xué)變成系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的教學(xué).對此,應(yīng)從以下三個方面來認(rèn)真分析教材.
1.電磁學(xué)的兩種研究方式
整個電磁學(xué)的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進(jìn)行,這兩種方式均在高中教材里體現(xiàn)出來.只有明確它們各自的特征及相互聯(lián)系,才能有計劃、有目的地提高學(xué)生的思維品質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的思維能力.
場的方法是研究電磁學(xué)的一般方法.場是物質(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)部分完全可用場的概念統(tǒng)帥起來,靜電嘗恒定電嘗恒定磁嘗靜磁嘗似穩(wěn)電磁嘗迅變電磁場等,組成一個關(guān)于場的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括中學(xué)物理電學(xué)部分的各章內(nèi)容.
中學(xué)物理電磁學(xué)部分教法討論
中學(xué)物理教材闡述的內(nèi)容主要是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)知識,這些理論是建立在牛頓時空觀的基礎(chǔ)上,以力學(xué)、電磁學(xué)為重點(diǎn).本文就電磁學(xué)部分的教學(xué)談點(diǎn)看法.
一、電磁學(xué)教材的整體結(jié)構(gòu) 電磁運(yùn)動是物質(zhì)的一種基本運(yùn)動形式.電磁學(xué)的研究范圍是電磁現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用.其具體內(nèi)容包括靜電現(xiàn)象、電流現(xiàn)象、磁現(xiàn)象,電磁輻射和電磁場等.為了便于研究,把電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象分開處理,實際上,這兩種現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的.透徹分析電磁學(xué)的基本概念、原理和規(guī)律以及它們的相互聯(lián)系,才能使孤立的、分散的教學(xué)變成系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的教學(xué).對此,應(yīng)從以下三個方面來認(rèn)真分析教材.
1.電磁學(xué)的兩種研究方式 整個電磁學(xué)的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進(jìn)行,這兩種方式均在高中教材里體現(xiàn)出來.只有明確它們各自的特征及相互聯(lián)系,才能有計劃、有目的地提高學(xué)生的思維品質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的思維能力.
場的方法是研究電磁學(xué)的一般方法.場是物質(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)部分完全可用場的概念統(tǒng)帥起來,靜電嘗恒定電嘗恒定磁嘗靜磁嘗似穩(wěn)電磁嘗迅變電磁場等,組成一個關(guān)于場的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括中學(xué)物理電學(xué)部分的各章內(nèi)容.
“路”是“場”的一種特殊情況.中學(xué)教材以“路”為線的大骨架可理順為:靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等.
“場”和“路”之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系.麥克斯韋方程是電磁場的普遍規(guī)律,是以“場”為基礎(chǔ)的.“場”是電磁運(yùn)動的實質(zhì),因此可以說“場”是實質(zhì),“路”是方法.