時間：2022-12-03 06:46:18
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電荷及其守恒定律，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
電學(xué)中的知識點即為電場及其衍生出來的電場強(qiáng)度，電勢，電勢差及電勢能等知識，在其中蘊含了大量的物理思想方法.這些是學(xué)生知識和技能，情感態(tài)度價值觀的體現(xiàn)和目標(biāo)要求，這些從深遠(yuǎn)意義上說比知識更為重要，對學(xué)生終身發(fā)展甚為重要.
電場知識是從電荷守恒定律開始認(rèn)識物體帶電的本質(zhì)是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移的，到點電荷和電場強(qiáng)度，還有電勢電勢差，電勢能等等蘊含了大量的物理思想方法.在教學(xué)過程中細(xì)細(xì)滲透它們，會讓學(xué)生獲益匪淺的，這些思想方法會讓學(xué)生以后的學(xué)習(xí)工作和處理事情時游刃有余，這才是物理之魂，物理之核心.
物體帶電是因為正負(fù)電荷數(shù)目不同所致，質(zhì)子數(shù)大于電子數(shù)，帶正電，反之是帶負(fù)電.而起電方式的本質(zhì)是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，得失電子所致兩物體各帶正負(fù)電，得到和失去的數(shù)目是相同的，這就是電荷守恒定律.這是守恒的思想，物理學(xué)中的守恒定律不多，除此之外就是能量守恒定律，質(zhì)量守恒定律，機(jī)械能守恒定律和動量守恒定律.在物理變化的過程中，存在著某些不變的關(guān)系和不變的量，對這些量的分析會讓我們的學(xué)習(xí)或研究柳暗花明又一村.在學(xué)習(xí)上也是如此，有得必有失，只有付出艱辛，才能換來學(xué)習(xí)的成功，這也是守恒啊.
點電荷是一個理想模型，我們在研究帶電體時，如果它的本身大小相對于我們研究的距離小得多時，此時大小形狀可以忽略不計，只把它看成是一個帶電的幾何點，這就是點電荷.理想模型方法啟示我們在研究物體或處理問題時，如果有多個因素或變量影響時，在某些條件下可以抓住主要因素，而忽略次要因素，抽象成理想化模型，從而讓我們更加容易去解決問題.這也像學(xué)生攻克學(xué)習(xí)問題時，由主到次地解決問題，就是理想模型法所指的抓住主要矛盾，忽略次要矛盾.
研究庫侖定律時，容易知道電荷量和兩帶電體間距離會影響相互間作用力大小，也就出現(xiàn)多個變量影響結(jié)果.那我們采取的處理方式是控制變量法.控制變量法是指一個物理量與多個因素有關(guān)，研究它與其中一個因素的關(guān)系時，必須保證其他因素不變，只改變這一因素，從而找到它們的變化規(guī)律.這也是化多變?yōu)橐蛔兊姆椒èD―讓學(xué)生學(xué)會在變量中去尋找關(guān)系，認(rèn)識規(guī)律.
在庫侖的扭稱實驗中是采用微小形變放大法，通過長的力臂形成較大力矩產(chǎn)生較大的形變.
在引入電場強(qiáng)度的概念時是用比值定義法，E=F/q，是用兩個物理量F和q通過比值引出新的量，用來描述物體的本質(zhì)屬性和特征，或者是物體運動特征的定義.像電阻，密度，重力加速度和場強(qiáng)都是比值定義法得到的物理量，只取決與物體本身，與定義式中其他兩量無關(guān).這些比值定義的量具有類似的特點，我們可以展開類比和想象，對它們用比較法來學(xué)習(xí).
在電場解題中經(jīng)常用到微元法，微元法是將研究對象分割成無數(shù)個微小的單元，或從研究對象上選取某一“微元”加以分析，從而可以化曲為直，就像我們研究曲線運動時就是將曲線分割成無數(shù)小段，每一段是一個微元，變成直線，使變量和難以確定的量轉(zhuǎn)化成常量，從而起到鞏固知識和加深認(rèn)識提高能力的作用，這也是“化變?yōu)楹恪钡乃枷?如下面例題
一、運用逆向思維分析機(jī)械能守恒定律表達(dá)式的推論式
高中物理中機(jī)械能守恒定律的使用條件是“只有重力或彈簧彈力做功”.運用逆向思維辨析研究可知，“只有重力或彈簧彈力做功”僅是一種特例，如果除重力和彈簧彈力對物體系統(tǒng)做功之外，還有其他力對物體系統(tǒng)做功（用W它表示），則機(jī)械能必然發(fā)生增加或減少的相應(yīng)變化（用ΔE表示），并且其它力對系統(tǒng)做了多少功，物體系統(tǒng)的機(jī)械能就會變化多少.由此得機(jī)械能守恒定律的推理式W它=ΔE.
例1具有一定初速度的物塊沿傾角為30°的粗糙斜面向上運動過程中，還受到一個沿斜面向上的恒定拉力F的作用，此時物塊的加速度大小為4 m/s2，方向沿斜面向下.則在物塊向上的運動過程中，正確的敘述是
A.物塊的機(jī)械能一定增加
B.物塊的機(jī)械能一定減小
C.物塊的機(jī)械能可能不變
D.物塊的機(jī)械能可能增加也可能減小
分析由題意知，除重力做功外還有拉力F和摩擦力f做功，則物塊機(jī)械能的變化決定于拉力F和摩擦力f做功的大小關(guān)系.
由牛頓第二定律得
mgsinα+f―F=ma，
所以F―f=mgsinα―ma
=5m―4 m>0，
拉力F做的功WF大于摩擦力f做的功Wf，即WF―Wf>0.
由推論式W它=ΔE知，ΔE>0.
故物塊的機(jī)械能增大，選A.
可見，機(jī)械能守恒定律固然重要，其推論式W它=ΔE的應(yīng)用更為便捷.
二、運用整體思維分析物理概念中比值形式的定義式
高中物理概念有很多運用比值關(guān)系定義，并以比值形式表示其定義式（稱為比值定義式）.如：速度定義式v=ΔxDΔt、加速度定義式a=ΔvDΔt、牛頓第二定律公式F=ΔpDΔt（Δp為物體的動量變化量）、功率定義式P=ΔWDΔt；電流強(qiáng)度定義式I=ΔqDΔt、感應(yīng)電動勢定義式E=ΔφDΔt等，均以物理量的變化量與時間的比值形式（即物理量的時間變化率）出現(xiàn).
此外，高中物理中還有用幾個物理量的比值作為另一個新物理概念的定義式，并用這個比值形式的表達(dá)式作為新物理概念的定義式.如：電場強(qiáng)度定義式E=FDq、電勢定義φ=EpDq、電容定義式C=QDU、磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式B=FDIL等.
不難看出，這些比值形式的公式體現(xiàn)的全是高中物理中的重要概念和主干知識.無論是“a=ΔvDΔt”類的變化率形式、還是“E=FDq”類的比值形式，其物理意義均由此“比值”整體體現(xiàn).因而，教學(xué)中必須運用整體思維全面辨析、系統(tǒng)對待這種比值定義式的“整體”形式所包含的物理意義，切勿因定義形式而簡單的視作“分子”與“分母”的組合.
三、運用求異思維分析物理概念定義式的變形式
高中物理中很多物理量的計算公式是依據(jù)相關(guān)物理概念的定義式，通過增加內(nèi)涵、擴(kuò)展外延、更新物理模型，運用求異思維加以辨析、推導(dǎo)、證明而成的變形式.如：帶電粒子在電場中所受電場力的計算公式F=Eq，是由
電場強(qiáng)度定義式E=FDq推證而得到的變形式；帶電粒子在電場中所具有的電勢能的計算公式Ep=qφ，是由電勢定義式φ=EpDq推證而得到的變形式；長直通電導(dǎo)體在均強(qiáng)磁場中所受安培力的計算公式F=BIL，是由磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式B=FDIL推證而得到的變形式等.
下表列出的是電場強(qiáng)度定義式E=FDq與形式F=Eq的對比內(nèi)容.物理量D定義式E=FDqD變形式F=Eq電量qD①指放入電場中的檢驗電荷，必須是點電荷；
②帶電量應(yīng)足夠??；
③電性可為正也可為負(fù)（一般為正電荷）.D①指處在電場中的帶電絕緣小物體（液滴、小球、微粒等）；
②帶電量可大些也可小些；
③電性可為正也可為負(fù)，視為點電荷.電場強(qiáng)度ED①指電場（可以是均強(qiáng)電場也可以是非均強(qiáng)電場）中某一點的電場強(qiáng)度；
②是矢量，與放在該點的帶正電的檢驗電荷所受電場力的方向相同；
③表征該點的電場力的性質(zhì)，與F的大小和方向無關(guān)，與q的有無、大小和正負(fù)無關(guān)，僅由電場自身決定D①在高中物理中指均強(qiáng)電場強(qiáng)度；
②是矢量，其方向由電場自身決定；
③電場強(qiáng)度與帶電絕緣小物體的是否放入無關(guān).電場力FD①檢驗電荷在電場中某點受到的電場力；
②不是E∝F，而是FDq為定值.D①帶電絕緣小物體在電場中受到的電場力；
②存在F∝E、F∝q的關(guān)系對于定義式B=FDIL、φ=EpDq與變形式F=BIL、Ep=qφ亦有類似的內(nèi)容對比.
四、運用形象思維分析物理量的定義式和決定式
在高中物理中，物理量的定義式和決定式是所有物理公式的先決和前提，故而在教學(xué)過程中應(yīng)著力引導(dǎo)學(xué)生運用形象思維細(xì)加甄別、辨析和類比.
所謂物理量的定義式，指能夠表征和量度物理量的本質(zhì)屬性、物理狀態(tài)與物理過程的關(guān)系式，有比值定義式和乘積定義式兩種數(shù)學(xué)形式.
所謂物理量的決定式，指能通過研究對象的物理屬性和幾何特征而直接、形象的表達(dá)物理量的大小、方向（對矢量）正負(fù)（對標(biāo)量）的計算公式.
高中物理中，凡是乘積定義式一定是該物理量的決定式.如：功的公式W=Fs、動能公式Ek=1D2mv2、重力勢能公式Ep=mgh、沖量公式I=Ft、動量公式P=mv、磁通量公式F=BS等，既是對應(yīng)物理量的定義式，同時也是對應(yīng)物理量的決定式.
比值定義式一般不是物理量的決定式.如v=ΔxDΔt、a=ΔvDΔt、F=ΔPDΔt、P=ΔWDΔt、I=ΔqDΔt、E=ΔφDΔt、E=FDq、φ=EpDq、C=QDU、B=FDIL等，只能是對應(yīng)物理量的定義式而不會是對應(yīng)物理量的決定式，這些物理量對應(yīng)的決定式另有其表達(dá)形式.
高中物理中常見物理量的定義式與決定式對比如下表.
物理量D定義式D決定式加速度Da=ΔvDΔtDa=FDm（牛頓第二定律）電場強(qiáng)度DE=FDqDE=KQDr2（點電荷的場強(qiáng)公式）電容DC=QDUDC=εSD4Kπd（平行板容器公式）電阻DR=UDIDR=ρLDS電阻（電阻定律公式）電流強(qiáng)度DI=ΔqDΔtDI=UDR（歐姆定律公式）
I=EDR+r
一、電磁學(xué)教材的整體結(jié)構(gòu)
電磁運動是物質(zhì)的一種基本運動形式．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”是電磁運動的實質(zhì)，因此可以說“場”是實質(zhì)，“路”是方法．
2．物理知識規(guī)律物
理知識的規(guī)律體現(xiàn)為一系列物理基本概念、定律和原理的規(guī)律，以及它們的相互聯(lián)系．
物理定律是在對物理現(xiàn)象做了反復(fù)觀察和多次實驗，掌握了充分可靠的事實之后，進(jìn)行分析和比較找出它們相互之間存在著的關(guān)系，并把這些關(guān)系用定律的形式表達(dá)出來．物理定律的形成，也是在物理概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行的．但是，物理定律并不是絕對準(zhǔn)確的，在實驗基礎(chǔ)上建立起來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．
第二冊第一章“電潮重要的物理規(guī)律是庫侖定律．庫侖定律的實驗是在空氣中做的，其結(jié)果跟在真空中相差很?。溥m用范圍只適用于點電荷，即帶電體的幾何線度比它們之間的距離小到可以忽略不計的情況．
“恒定電流”一章中重要的物理規(guī)律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律．歐姆定律是在金屬導(dǎo)電的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，對金屬導(dǎo)電、電解液導(dǎo)電適用，但對氣體導(dǎo)電是不適用的．歐姆定律的運用有對應(yīng)關(guān)系．電阻是電路的物理性質(zhì)，適用于溫度不變時的金屬導(dǎo)體．
“磁場”這一章闡明了磁與電現(xiàn)象的統(tǒng)一性，用研究電場的方法進(jìn)行類比，可以較好地解決磁場和磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念．
“電磁感應(yīng)”這一章，重要的物理規(guī)律是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律．在這部分知識中，能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是將各知識點串起來的主線．本章以電流、磁場為基礎(chǔ)，它揭示了電與磁相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)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(chǔ)．電磁感應(yīng)的重點和核心是感應(yīng)電動勢．運用楞次定律不僅可判斷感應(yīng)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”一章是在電場和磁場的基礎(chǔ)上結(jié)合電磁感應(yīng)的理論和實踐，進(jìn)一步提出電磁振蕩形成統(tǒng)一的電磁場，對場的認(rèn)識又上升了一步．麥克斯韋的電磁場理論總結(jié)了電磁場的規(guī)律，同時也把波動理論從機(jī)械波推進(jìn)到電磁波而對物質(zhì)的波動性的認(rèn)識提高了一步．
3．通過電磁場在各方面表現(xiàn)的物質(zhì)屬性，使學(xué)生建立“世界是物質(zhì)的”的觀點
電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的．大量實驗證明在電荷的周圍存在電場，每個帶電粒子都被電場包圍著．電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用．運動電荷的周圍除了電場外還存在著另一種唱—磁場．磁體的周圍也存在著磁場．磁場也是一種客觀存在的物質(zhì)．磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用．現(xiàn)在，科學(xué)實驗和廣泛的生產(chǎn)實踐完全肯定了場的觀點，并證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨立存在，電磁場是物質(zhì)的一種形態(tài)．
運動的電荷（電流）產(chǎn)生磁場，磁場對其它運動的電荷（電流）有磁場力的作用．所有磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運動電荷（電流）之間是通過磁場而發(fā)生作用的．麥克斯韋用場的觀點分析了電磁現(xiàn)象，得出結(jié)論：任何變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，任何變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場．按照這個理論，變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個不可分割的統(tǒng)一場，這就是電磁場．電磁場由近及遠(yuǎn)的傳播就形成電磁波．
從場的觀點來闡述路．電荷的定向運動形成電流．產(chǎn)生電流的條件有兩個：一是存在可自由移動的電荷；二是存在電場．導(dǎo)體中電流的方向總是沿著電場的方向，從高電勢處指向低電勢處．導(dǎo)體中的電流是帶電粒子在電場中運動的特例，即導(dǎo)體中形成電流時，它的本身要形成電場又要提供自由電荷．當(dāng)導(dǎo)體中電勢差不存在時，電流也隨之而終止．
二、以“學(xué)科體系的系統(tǒng)性”貫穿始終，使知識學(xué)習(xí)與智能訓(xùn)練融合于一體
1．場的客觀存在及其物質(zhì)性是電學(xué)教學(xué)中一個極為重要的問題．第一章“電潮是學(xué)好電磁學(xué)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵．電場強(qiáng)度、電勢、磁嘗磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映電、磁場是物質(zhì)的實質(zhì)性概念．電場線，磁感線是形象地描述場分布的一種手段．要進(jìn)行比較，找出兩種力線的共性和區(qū)別以加強(qiáng)對場的理解．
2．電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運動的電荷、電流有力的作用．在教學(xué)中要使學(xué)生認(rèn)識場和受場作用這兩類問題的聯(lián)系與區(qū)別，比如，場不是力，電勢不是能等．場中不同位置場的強(qiáng)弱不同，可用受場力者受場力的大小（方向）跟其特征物理量的比值來描述場的強(qiáng)弱程度．在電場中用電場力做功，說明場具有能量．通常說“電荷的電勢能”是指電荷與電場共同具有的電勢能，離開了電場就談不上電荷的電勢能了．
3．認(rèn)真做好演示實驗和學(xué)生實驗，使“潮抽象的概念形象化，通過演示實驗是非常重要的措施．把各種實驗做好，不僅使學(xué)生易于接受知識和掌握知識，也是基本技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練．安排學(xué)生自己動手做實驗，加強(qiáng)對實驗現(xiàn)象的分析，引導(dǎo)學(xué)生從實驗觀察和現(xiàn)象分析中來發(fā)展思維能力．從物理學(xué)的特點與對中學(xué)物理教學(xué)提出的要求來看，應(yīng)著力培養(yǎng)學(xué)生的獨立實驗?zāi)芰妥詫W(xué)能力，使知識的傳授和能力的培養(yǎng)統(tǒng)一在使學(xué)生真正掌握科學(xué)知識體系上．
關(guān)鍵詞：電磁；教學(xué)方法；學(xué)科體系
中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）17-0064-02
一、電磁學(xué)
電磁運動是物質(zhì)的一種基本運動形式，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，在教學(xué)實踐中，應(yīng)從以下幾個方面來認(rèn)真分析處理教材。
1.電磁學(xué)的兩種研究方式。整個電磁學(xué)的研究可以分“場”和“路”兩個途徑進(jìn)行，這兩種方式在中職教材里均有體現(xiàn)。只有在明確它們各自的特征及相互聯(lián)系的基礎(chǔ)上，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)與物質(zhì)的相互作用的特殊方式。中職汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與維修教材中的電磁學(xué)部分完全可用場的概念統(tǒng)帥起來，組成一個關(guān)于場的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括中職教材電學(xué)部分的各章內(nèi)容?！奥贰笔恰皥觥钡囊环N特殊情況。可以這樣理解，整個教材結(jié)構(gòu)是以“路”為線的大骨架，其思路可理順為：靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等?！皥觥焙汀奥贰敝g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，而“場”是電磁運動的實質(zhì)，因此可以這樣去定義即“場”是實質(zhì)而“路”是方法。
2.教學(xué)知識規(guī)律。教材知識內(nèi)容可歸結(jié)為物理范疇。物理知識的規(guī)律體現(xiàn)為一系列物理基本概念、定律和原理的規(guī)律，以及它們的相互聯(lián)系。物理定律是在對物理現(xiàn)象做了反復(fù)觀察和多次實驗，掌握了充分可靠的事實之后，進(jìn)行分析和比較找出它們相互之間存在著的關(guān)系，并把這些關(guān)系用定律的形式表達(dá)出來。物理定律的形成，也是在物理概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。但是，物理定律并不是絕對準(zhǔn)確的，在實驗基礎(chǔ)上建立起來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。該部分內(nèi)容所遵循的是電學(xué)部分的重要物理規(guī)律即庫侖定律。庫侖定律的實驗是在空氣中做的，其結(jié)果跟在真空中相差很小。其適用范圍只適用于點電荷，即帶電體的幾何線度比它們之間的距離小到可以忽略不計的情況。在物理學(xué)范疇中，恒定電流是重要的物理規(guī)律。它的內(nèi)容有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律。歐姆定律是在金屬導(dǎo)電的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，對金屬導(dǎo)電、電解液導(dǎo)電適用，但對氣體導(dǎo)電是不適用的。歐姆定律的運用有對應(yīng)關(guān)系，電阻是電路的物理性質(zhì)，適用于溫度不變時的金屬導(dǎo)體?！按艌觥边@一部分內(nèi)容闡明了磁與電現(xiàn)象的統(tǒng)一性，用研究電場的方法進(jìn)行類比，可以較好地解決磁場和磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念。
“電磁感應(yīng)”這部分內(nèi)容，重要的物理規(guī)律是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律。在這部分知識中，能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是將各知識點串起來的主線。本部分以電流、磁場為基礎(chǔ)，它揭示了電與磁相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)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(chǔ)。電磁感應(yīng)的重點和核心是感應(yīng)電動勢。運用楞次定律不僅可判斷感應(yīng)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”內(nèi)容是在電場和磁場的基礎(chǔ)上結(jié)合電磁感應(yīng)的理論和實踐，進(jìn)一步提出電磁振蕩形成統(tǒng)一的電磁場，對場的認(rèn)識又上升了一步。麥克斯韋的電磁場理論總結(jié)了電磁場的規(guī)律，同時也把波動理論從機(jī)械波推進(jìn)到電磁波而對物質(zhì)的波動性的認(rèn)識提高了一步。
3.電磁場物質(zhì)屬性的表現(xiàn)，使學(xué)生建立世界是物質(zhì)的觀點。電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的。大量的科學(xué)實驗證明在電荷的周圍存在電場，每個帶電粒子都被電場包圍著。電場的基本特性就是對位于場中的其他電荷有力的作用。運動電荷的周圍除了電場外還存在著另一種場――磁場，磁體的周圍也存在著磁場。磁場也是一種客觀存在的物質(zhì)。磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用?，F(xiàn)在的科學(xué)實驗和廣泛的社會生產(chǎn)實踐完全肯定了場的客觀存在，并證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨立存在，電磁場是物質(zhì)的一種形態(tài)。運動的電荷（電流）產(chǎn)生磁場，磁場對其他運動的電荷（電流）有磁場力的作用。所有磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運動電荷（電流）之間是通過磁場而發(fā)生作用的。麥克斯韋用場的觀點分析了電磁現(xiàn)象并取得如下結(jié)論：任何變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，任何變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場。按照這個理論，變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個不可分割的統(tǒng)一場，這就是電磁場。電磁場由近及遠(yuǎn)的傳播就形成電磁波。從場的觀點來闡述路即電荷的定向運動形成電流。產(chǎn)生電流的條件有兩個：一是存在可自由移動的電荷；二是存在電場。導(dǎo)體中電流的方向總是沿著電場的方向，從高電勢處指向低電勢處.導(dǎo)體中的電流是帶電粒子在電場中運動的特例，即導(dǎo)體中形成電流時，它的本身要形成電場又要提供自由電荷。當(dāng)導(dǎo)體中電勢差不存在時，電流也隨之而終止。
二、學(xué)科體系的系統(tǒng)性貫穿始終，知識學(xué)習(xí)與智能訓(xùn)練融合于一體
1.場的客觀存在及其物質(zhì)性是電學(xué)教學(xué)中一個極為重要的問題。電場強(qiáng)度、電勢、磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映電、磁場具有物質(zhì)性的實質(zhì)性概念。電場線、磁感線是形象地描述場分布的一種手段，要進(jìn)行比較，找出兩種曲線的共性和區(qū)別以加強(qiáng)對場的理解。
2.電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運動的電荷、電流有力的作用。在教學(xué)中要使學(xué)生認(rèn)識場和受場作用這兩類問題的聯(lián)系與區(qū)別，比如，場不是力，電勢不是能等。場中不同位置場的強(qiáng)弱不同，可用受場力者受場力的大小（方向）跟其特征物理量的比值來描述場的強(qiáng)弱程度。在電場中用電場力做功，說明場具有能量。通常說電荷的電勢能是指電荷與電場共同具有的電勢能，離開了電場就無從談起電荷的電勢能了。
3.演示實驗和學(xué)生實驗，使得抽象的概念形象化。把各種實驗做好，不僅使學(xué)生易于接受知識和掌握知識，也是基本技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練。安排學(xué)生自己動手做實驗，加強(qiáng)對實驗現(xiàn)象的分析，引導(dǎo)學(xué)生從實驗觀察和現(xiàn)象分析中來發(fā)展思維能力。從物理學(xué)的特點與對中學(xué)物理教學(xué)提出的要求來看，應(yīng)著力培養(yǎng)學(xué)生的獨立實驗?zāi)芰妥詫W(xué)能力，使知識的傳授和能力的培養(yǎng)統(tǒng)一在使學(xué)生真正掌握科學(xué)知識體系上。
4.培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識去分析和解決問題的綜合能力。學(xué)習(xí)電磁學(xué)首先要抓住場和路這兩個方面，解答綜合題時，首先應(yīng)搞清不同的運動形式或不同的物理過程是怎樣聯(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)的力和電磁場力）并和運動狀態(tài)的改變聯(lián)系起來。從能的角度來考慮，緊緊扣住能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，從而引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的正確性和普遍性。經(jīng)過教學(xué)實踐使學(xué)生明確：能量的不同形式，就是物質(zhì)運動的不同形式；能量由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式就是物質(zhì)運動由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式；能量不能創(chuàng)生也不能消滅，就是運動的不可消滅性。
三、結(jié)語
成功所依靠的惟一條件就是思考。當(dāng)你的思維以最高速度運轉(zhuǎn)時,樂觀歡快的情緒就會充斥全身，下面給大家分享一些關(guān)于高二物理復(fù)習(xí)常考題型，希望對大家有所幫助。
1.直線運動問題題型概述：直線運動問題是高考的熱點，可以單獨考查，也可以與其他知識綜合考查.單獨考查若出現(xiàn)在選擇題中，則重在考查基本概念，且常與圖像結(jié)合;在計算題中常出現(xiàn)在第一個小題，難度為中等，常見形式為單體多過程問題和追及相遇問題.
思維模板：解圖像類問題關(guān)鍵在于將圖像與物理過程對應(yīng)起來，通過圖像的坐標(biāo)軸、關(guān)鍵點、斜率、面積等信息，對運動過程進(jìn)行分析，從而解決問題;對單體多過程問題和追及相遇問題應(yīng)按順序逐步分析，再根據(jù)前后過程之間、兩個物體之間的聯(lián)系列出相應(yīng)的方程，從而分析求解，前后過程的聯(lián)系主要是速度關(guān)系，兩個物體間的聯(lián)系主要是位移關(guān)系.?
2.物體的動態(tài)平衡問題題型概述：物體的動態(tài)平衡問題是指物體始終處于平衡狀態(tài)，但受力不斷發(fā)生變化的問題.物體的動態(tài)平衡問題一般是三個力作用下的平衡問題，但有時也可將分析三力平衡的方法推廣到四個力作用下的動態(tài)平衡問題.
思維模板：常用的思維方法有兩種.(1)解析法：解決此類問題可以根據(jù)平衡條件列出方程，由所列方程分析受力變化;(2)圖解法：根據(jù)平衡條件畫出力的合成或分解圖，根據(jù)圖像分析力的變化.
3.運動的合成與分解問題題型概述：運動的合成與分解問題常見的模型有兩類.一是繩(桿)末端速度分解的問題，二是小船過河的問題，兩類問題的關(guān)鍵都在于速度的合成與分解.
思維模板：(1)在繩(桿)末端速度分解問題中，要注意物體的實際速度一定是合速度，分解時兩個分速度的方向應(yīng)取繩(桿)的方向和垂直繩(桿)的方向;如果有兩個物體通過繩(桿)相連，則兩個物體沿繩(桿)方向速度相等.(2)小船過河時，同時參與兩個運動，一是小船相對于水的運動，二是小船隨著水一起運動，分析時可以用平行四邊形定則，也可以用正交分解法，有些問題可以用解析法分析，有些問題則需要用圖解法分析.
4.拋體運動問題題型概述：拋體運動包括平拋運動和斜拋運動，不管是平拋運動還是斜拋運動，研究方法都是采用正交分解法，一般是將速度分解到水平和豎直兩個方向上.
思維模板：(1)平拋運動物體在水平方向做勻速直線運動，在豎直方向做勻加速直線運動，其位移滿足x=v0t,y=gt2/2，速度滿足vx=v0,vy=gt;(2)斜拋運動物體在豎直方向上做上拋(或下拋)運動，在水平方向做勻速直線運動，在兩個方向上分別列相應(yīng)的運動方程求解
5.圓周運動問題我漸漸就安于我的現(xiàn)狀了，對于我的孤獨，我也習(xí)慣了。總有那么多的人，追尋一些甜蜜溫暖的東西，他們喜歡的永遠(yuǎn)是星星與花朵。但在星星雨花朵之中，怎樣才能顯得出一個人堅定的步伐呢。
6.牛頓運動定律的綜合應(yīng)用問題題型概述：牛頓運動定律是高考重點考查的內(nèi)容，每年在高考中都會出現(xiàn)，牛頓運動定律可將力學(xué)與運動學(xué)結(jié)合起來，與直線運動的綜合應(yīng)用問題常見的模型有連接體、傳送帶等，一般為多過程問題，也可以考查臨界問題、周期性問題等內(nèi)容，綜合性較強(qiáng).天體運動類題目是牛頓運動定律與萬有引力定律及圓周運動的綜合性題目，近幾年來考查頻率極高.
思維模板：以牛頓第二定律為橋梁，將力和運動聯(lián)系起來，可以根據(jù)力來分析運動情況，也可以根據(jù)運動情況來分析力.對于多過程問題一般應(yīng)根據(jù)物體的受力一步一步分析物體的運動情況，直到求出結(jié)果或找出規(guī)律.
對天體運動類問題，應(yīng)緊抓兩個公式：GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2 ①。GMm/R2=mg ②.對于做圓周運動的星體(包括雙星、三星系統(tǒng))，可根據(jù)公式①分析;對于變軌類問題，則應(yīng)根據(jù)向心力的供求關(guān)系分析軌道的變化，再根據(jù)軌道的變化分析其他各物理量的變化.
7.機(jī)車的啟動問題題型概述：機(jī)車的啟動方式?？疾榈挠袃煞N情況，一種是以恒定功率啟動，一種是以恒定加速度啟動，不管是哪一種啟動方式，都是采用瞬時功率的公式P=Fv和牛頓第二定律的公式F-f=ma來分析.
思維模板：(1)機(jī)車以額定功率啟動.機(jī)車的啟動過程如圖所示，由于功率P=Fv恒定，由公式P=Fv和F-f=ma知，隨著速度v的增大，牽引力F必將減小，因此加速度a也必將減小，機(jī)車做加速度不斷減小的加速運動，直到F=f，a=0，這時速度v達(dá)到最大值vm=P額定/F=P額定/f.
這種加速過程發(fā)動機(jī)做的功只能用W=Pt計算，不能用W=Fs計算(因為F為變力).
(2)機(jī)車以恒定加速度啟動.恒定加速度啟動過程實際包括兩個過程.如圖所示，“過程1”是勻加速過程，由于a恒定，所以F恒定，由公式P=Fv知，隨著v的增大，P也將不斷增大，直到P達(dá)到額定功率P額定，功率不能再增大了;“過程2”就保持額定功率運動.過程1以“功率P達(dá)到最大，加速度開始變化”為結(jié)束標(biāo)志.過程2以“速度最大”為結(jié)束標(biāo)志.過程1發(fā)動機(jī)做的功只能用W=F?s計算，不能用W=P?t計算(因為P為變功率).
8.以能量為核心的綜合應(yīng)用問題題型概述：以能量為核心的綜合應(yīng)用問題一般分四類.第一類為單體機(jī)械能守恒問題，第二類為多體系統(tǒng)機(jī)械能守恒問題，第三類為單體動能定理問題，第四類為多體系統(tǒng)功能關(guān)系(能量守恒)問題.多體系統(tǒng)的組成模式：兩個或多個疊放在一起的物體，用細(xì)線或輕桿等相連的兩個或多個物體，直接接觸的兩個或多個物體.
思維模板：能量問題的解題工具一般有動能定理，能量守恒定律，機(jī)械能守恒定律.(1)動能定理使用方法簡單，只要選定物體和過程，直接列出方程即可，動能定理適用于所有過程;(2)能量守恒定律同樣適用于所有過程，分析時只要分析出哪些能量減少，哪些能量增加，根據(jù)減少的能量等于增加的能量列方程即可;(3)機(jī)械能守恒定律只是能量守恒定律的一種特殊形式，但在力學(xué)中也非常重要.很多題目都可以用兩種甚至三種方法求解，可根據(jù)題目情況靈活選取.
9.力學(xué)實驗中速度的測量問題題型概述：速度的測量是很多力學(xué)實驗的基礎(chǔ)，通過速度的測量可研究加速度、動能等物理量的變化規(guī)律，因此在研究勻變速直線運動、驗證牛頓運動定律、探究動能定理、驗證機(jī)械能守恒等實驗中都要進(jìn)行速度的測量.速度的測量一般有兩種方法：一種是通過打點計時器、頻閃照片等方式獲得幾段連續(xù)相等時間內(nèi)的位移從而研究速度;另一種是通過光電門等工具來測量速度.
思維模板：用第一種方法求速度和加速度通常要用到勻變速直線運動中的兩個重要推論：①vt/2=v平均=(v0+v)/2，②Δx=aT2，為了盡量減小誤差，求加速度時還要用到逐差法.用光電門測速度時測出擋光片通過光電門所用的時間，求出該段時間內(nèi)的平均速度，則認(rèn)為等于該點的瞬時速度，即：v=d/Δt.
10.電容器問題題型概述：電容器是一種重要的電學(xué)元件，在實際中有著廣泛的應(yīng)用，是歷年高考?？嫉闹R點之一，常以選擇題形式出現(xiàn)，難度不大，主要考查電容器的電容概念的理解、平行板電容器電容的決定因素及電容器的動態(tài)分析三個方面.
思維模板：
(1)電容的概念：電容是用比值(C=Q/U)定義的一個物理量，表示電容器容納電荷的多少，對任何電容器都適用.對于一個確定的電容器，其電容也是確定的(由電容器本身的介質(zhì)特性及幾何尺寸決定)，與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢差的大小等均無關(guān).
(2)平行板電容器的電容：平行板電容器的電容由兩極板正對面積、兩極板間距離、介質(zhì)的相對介電常數(shù)決定，滿足C=εS/(4πkd)
(3)電容器的動態(tài)分析：關(guān)鍵在于弄清哪些是變量，哪些是不變量，抓住三個公式[C=Q/U、C=εS/(4πkd)及E=U/d]并分析清楚兩種情況：一是電容器所帶電荷量Q保持不變(充電后斷開電源)，二是兩極板間的電壓U保持不變(始終與電源相連).
11.帶電粒子在電場中的運動問題題型概述：帶電粒子在電場中的運動問題本質(zhì)上是一個綜合了電場力、電勢能的力學(xué)問題，研究方法與質(zhì)點動力學(xué)一樣，同樣遵循運動的合成與分解、牛頓運動定律、功能關(guān)系等力學(xué)規(guī)律，高考中既有選擇題，也有綜合性較強(qiáng)的計?算題?.
思維模板：
(1)處理帶電粒子在電場中的運動問題應(yīng)從兩種思路著手①動力學(xué)思路：重視帶電粒子的受力分析和運動過程分析，然后運用牛頓第二定律并結(jié)合運動學(xué)規(guī)律求出位移、速度等物理量.②功能思路：根據(jù)電場力及其他作用力對帶電粒子做功引起的能量變化或根據(jù)全過程的功能關(guān)系，確定粒子的運動情況(使用中優(yōu)先選擇).
(2)處理帶電粒子在電場中的運動問題應(yīng)注意是否考慮粒子的重力
①質(zhì)子、α粒子、電子、離子等微觀粒子一般不計重力;
②液滴、塵埃、小球等宏觀帶電粒子一般考慮重力;
③特殊情況要視具體情況，根據(jù)題中的隱含條件判斷.
(3)處理帶電粒子在電場中的運動問題應(yīng)注意畫好粒子運動軌跡示意圖，在畫圖的基礎(chǔ)上運用幾何知識尋找關(guān)系往往是解題的突破口.
12.帶電粒子在磁場中的運動問題題型概述：帶電粒子在磁場中的運動問題在歷年高考試題中考查較多，命題形式有較簡單的選擇題，也有綜合性較強(qiáng)的計算題且難度較大，常見的命題形式有三種：
(1)突出對在洛倫茲力作用下帶電粒子做圓周運動的運動學(xué)量(半徑、速度、時間、周期等)的考查;(2)突出對概念的深層次理解及與力學(xué)問題綜合方法的考查，以對思維能力和綜合能力的考查為主;(3)突出本部分知識在實際生活中的應(yīng)用的考查，以對思維能力和理論聯(lián)系實際能力的考查為主.
思維模板：在處理此類運動問題時，著重把握“一找圓心，二找半徑(R=mv/Bq)，三找周期(T=2πm/Bq)或時間”的分析方法.
(1)圓心的確定：因為洛倫茲力f指向圓心，根據(jù)fv，畫出粒子運動軌跡中任意兩點(一般是射入和射出磁場的兩點)的f的方向，沿兩個洛倫茲力f作出其延長線的交點即為圓心.另外，圓心位置必定在圓中任一根弦的中垂線上.
(2)半徑的確定和計算：利用平面幾何關(guān)系，求出該圓的半徑(或運動圓弧對應(yīng)的圓心角)，并注意利用一個重要的幾何特點，即粒子速度的偏向角(φ)等于圓心角(α)，并等于弦AB與切線的夾角(弦切角θ)的2倍(如圖所示)，即?φ=α=2θ.
然而，有些同學(xué)卻不重視對概念規(guī)律的理解與掌握，把主要精力都用在盲目做題上，其結(jié)果不但在做題中遇到了很多障礙，白白浪費了很多時間，而且始終不能抓住系統(tǒng)的知識體系。他們總是有一種題目很多，頭緒很亂，忙得不可開交的感覺。最后得出一個物理難學(xué)的結(jié)論。
在中學(xué)物理中概念主要有兩大類。一類是用詞語直接表達(dá)的概念。如力、重心、點電荷、理想氣體、干涉、靜電平衡、勻速直線運動、衰變等等。另一類是用數(shù)學(xué)語言表達(dá)的概念，常稱為物理量。如加速度a=V/t，動能Ek=mv2/2，動量P=MV，電場強(qiáng)度E=F/q等等。
對一個物理概念的認(rèn)識，一般需經(jīng)三個階段：一是感性的具體，二是理性的抽象，三是理性的具體。老師每講一個新的概念的時候，總是首先引入我們比較熟悉的一些具體物理現(xiàn)象，物理實例或做一些物理實驗，使我們產(chǎn)生具體的感性的認(rèn)識；再經(jīng)過去粗取精.去偽存真.由表及里的分析比較，抽象出本質(zhì)屬性，上升到理性認(rèn)識；再經(jīng)過演繹的練習(xí)，使物理的抽象上升為理性的具體，實現(xiàn)應(yīng)用所學(xué)概念有針對性的解決有關(guān)問題。
這里還特別提出的是，有些物理概念不是只在一節(jié)課上，通過一兩個例子就是能夠認(rèn)識清楚的。需要在長期的學(xué)習(xí)過程中不斷地認(rèn)識，不斷地理解。如力這個概論，從初中二年級就開始學(xué)習(xí)，有了一個初步認(rèn)識。升入高中后，第一章第一節(jié)又開始學(xué)習(xí)，并給予初步的概括：力是物體對物體的作用。第三章中學(xué)習(xí)了牛頓第一定律，又進(jìn)一步認(rèn)識了力作用的相互性。到此，也只是停留在機(jī)械力的范疇之內(nèi)。到學(xué)習(xí)了電磁力后，才從不同領(lǐng)域，不同類型的力的作用情況，通過聯(lián)想和類比，形成比較深刻的認(rèn)識。也就是說，認(rèn)識一個物理概念有一個不斷發(fā)現(xiàn)，不斷提高的過程。這就要求我們在學(xué)習(xí)中多觀察，多擴(kuò)大自己頭腦中的信息量，經(jīng)過加工比較，實現(xiàn)對概念的深刻理解與掌握。
同學(xué)們在學(xué)習(xí)物理概念中往往存在以下蔽病，應(yīng)注意克服。
（一）只記結(jié)論.不注意其過程?，F(xiàn)舉此習(xí)題說明。
例一：關(guān)于物體的加速度，下例說法正確是的：
A.加速度越大，物體運動的越快；B.加速度越大，物體速度變化越大；
C.加速度越大，物體速度變化越快；D.加速度為零時，物體的速度也為零。
該題正確答案是C。在初學(xué)階段，很容易選錯。原因何在？老師引入加速度概念時，一般都要舉出幾個變速運動的例子，分析比較，最后強(qiáng)調(diào)了描述物體速度變化快慢，引入加速度。
（二）只背公式，不理解其含義和條件。
如靜電一章，給出三個場強(qiáng)公式，E=F/q、E=KQ/r2和E=U/d。這三個公式都能計算場強(qiáng)，但各自含義和適用條件是不同的。E=F/q是定義式，對某點場強(qiáng)有一種量度功能，任何電場都適用，但它不能決定場強(qiáng)的大小。E=KQ/r2是真空中點電荷場強(qiáng)的決定式，只適用真空中點電荷產(chǎn)生的電場。而E=U/d反映是勻強(qiáng)電場中U，E，d三者的關(guān)系。如果不清楚這些，解題時就會出現(xiàn)張冠李戴的情況。
有些物理量還受狀態(tài).時空等因素的影響。如我們常常認(rèn)為一個物體的重力是恒定的，只在高低及緯度變化不太大時才成立。一段導(dǎo)體的電阻跟它的長度成正比，跟它的橫截面積成反比，是在電阻率ρ不變時才成立，對于一般金屬，溫度變化ρ發(fā)生顯著變化時，計算電阻時就得考慮ρ的影響。
（三）只重視物理，不重視用詞語直接表達(dá)的概念。
中學(xué)物理課本中用語言直接表達(dá)的物理概念比物理量還要多。如：重心.質(zhì)點.平動.共振.內(nèi)能.點電荷.電磁振蕩.光心.焦點光譜等等。這些概念不僅定義嚴(yán)謹(jǐn)，而且能與其它物理概念形成一個完整的系統(tǒng)。如果模糊不清不，不但直接影響解答習(xí)題，而且對于學(xué)習(xí)新知識，對于系統(tǒng)掌握物理知識都造成障礙。
物理學(xué)本身就是研究物質(zhì)最基本的運動及其規(guī)律的一門科學(xué)。物理規(guī)律反映了各物概念之間的相互制約關(guān)系，反映在一定條件下一定物理過程的必然性。
中學(xué)物理規(guī)律主要有：1.物理定理：如動能定理，動量定理等。2.物理定律：如牛頓運動定律.動量守恒定律.法拉第電磁感應(yīng)定律，光的折射定律等。3.物理定則：如平行四邊形法則等。4.物理方程：如理想氣體狀態(tài)方程等。5.物理學(xué)說：如分子運動論，原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說等。
對于這些課本中明確出來的規(guī)律，不但要記住它的內(nèi)容表述和對應(yīng)表達(dá)式。更重要的是透徹理解。一般應(yīng)抓住以下幾個方面：
（一）實驗基礎(chǔ)。驗證牛頓第二定律實驗，研究楞次定律實驗等。
（二）導(dǎo)出方式。如根據(jù)動量定理和牛頓它三定律推導(dǎo)動量守恒定律；據(jù)玻-瑪定律和查理定律推導(dǎo)一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程等。
（三）清楚規(guī)律揭示的內(nèi)涵及公式中各字母的含義。
（四）注意適用條件。如：庫侖定律F=KQ1Q2/r2，只適用于真空中點電荷。
關(guān)鍵詞： 核心思想 學(xué)科素養(yǎng) 中學(xué)化學(xué)教學(xué)
中學(xué)化學(xué)教學(xué)的目標(biāo)應(yīng)使學(xué)生具備較系統(tǒng)的化學(xué)知識體系和較強(qiáng)的化學(xué)學(xué)習(xí)能力，并在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的化學(xué)思想，這應(yīng)是整個中學(xué)化學(xué)教學(xué)的最高追求，也是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的最高目標(biāo)。在平時的教學(xué)過程中，若能適時滲透化學(xué)科思想，特別是化學(xué)科的核心思想，則不僅可以大大提高課堂教學(xué)的有效性，提高學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)，而且可以為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)。為此，教學(xué)中教師務(wù)必樹立和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思想意識，在教學(xué)過程中適時滲透化學(xué)思想，才能使學(xué)生的學(xué)科素質(zhì)真正得到升華。從化學(xué)學(xué)科的特點看，下面主要談五大核心思想。
一、物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的核心思想
在對元素及其化合物和有機(jī)化學(xué)的模塊教學(xué)中，應(yīng)緊緊抓住物質(zhì)結(jié)構(gòu)這個核心要素，運用物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論來引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握元素及其化合物和有機(jī)化合物的性質(zhì)，加深對物質(zhì)性質(zhì)的理解，認(rèn)識物質(zhì)的用途，從而提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。如：在高中畢業(yè)班對有機(jī)化合物知識的復(fù)習(xí)中，可以改變以章節(jié)為順序的復(fù)習(xí)方法，引導(dǎo)學(xué)生理解組成與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，抓住兩條主線來進(jìn)行復(fù)習(xí)。
三、守恒的核心思想
守恒是物質(zhì)世界運動的一大特點，化學(xué)這個自然學(xué)科中同樣存在守恒的現(xiàn)象，滿足守恒定律。學(xué)生若能用守恒的思想來認(rèn)識和處理化學(xué)中的守恒問題，則不僅有利于對事物本質(zhì)的認(rèn)識，而且對問題的解決更快速、更準(zhǔn)確。中學(xué)化學(xué)中存在守恒的知識有：氧化還原反應(yīng)中的電子守恒，離子方程式中反應(yīng)前后離子所帶電荷的守恒，電解質(zhì)溶液的三大守恒（電荷守恒、物料守恒和質(zhì)子守恒），化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量守恒、能量守恒，等等。利用氧化還原反應(yīng)中的電子守恒可以快速解決氧化還原反應(yīng)方程式的配平及有關(guān)計算，利用離子方程式中反應(yīng)前后離子所帶電荷的守恒可快速判斷離子方程式的正誤，利用電解質(zhì)溶液中的電荷守恒、物料守恒和質(zhì)子守恒可以準(zhǔn)確比較電解質(zhì)溶液中微粒濃度的大小，利用化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量守恒可對有關(guān)化學(xué)計算進(jìn)行巧算，利用化學(xué)反應(yīng)前后的能量守恒判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)。
四、用“元素中心”認(rèn)識物質(zhì)的核心思想
初中化學(xué)對元素及其化合物的學(xué)習(xí)以“物質(zhì)為中心”，到了高中開始過渡到以“元素中心”來認(rèn)識物質(zhì)，在高中教學(xué)過程中很有必要用這種思想來指導(dǎo)各類元素及其化合物的學(xué)習(xí)。同時，反過來引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會從各種各樣的物質(zhì)中抽象出同種元素，這樣對元素及其化合物的掌握才能真正得到升華。例如在學(xué)習(xí)硫及其化合物的性質(zhì)時，要以硫元素為中心，按硫元素化合價由低到高的順序列出各含硫物質(zhì)，然后弄清各物質(zhì)的性質(zhì)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建各含硫物質(zhì)的知識網(wǎng)絡(luò)，明確各物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，進(jìn)而再利用它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系來解決實際問題。這樣學(xué)生對物質(zhì)性質(zhì)的學(xué)習(xí)就不會感到很零散，會掌握比較系統(tǒng)化的知識，運用知識來分析問題和解決問題的能力也會得到增強(qiáng)。
五、把握反應(yīng)規(guī)律的核心思想
1.下列關(guān)于二甲醚(C2H6O)的說法錯誤的是( )
A.由碳、氫、氧三種元素組成
B.相對分子質(zhì)量為46
C. —個二甲醚分子中含有9個原子
D.碳、氫、氧三種元素的質(zhì)量比為2 ： 6 ： 1
2.下列結(jié)論不正確的是( )
A.化學(xué)反應(yīng)中一定有能量的變化 B.化學(xué)反應(yīng)中一定會有新物質(zhì)生成
C.化學(xué)反應(yīng)中元素種類一定不發(fā)生變化 D.化學(xué)反應(yīng)中一定會伴隨著一些現(xiàn)象
3.黃曲霉素(化學(xué)式為C17H12O6)廣泛存在于變質(zhì)的花生、玉米和谷物等農(nóng)產(chǎn)品中，下列有關(guān)說法錯誤的是( )
A.黃曲霉素有很強(qiáng)的毒性
B.其相對分子質(zhì)量為312
C.黃曲霉素中C、H、O三種元素的質(zhì)量比為17:12:6
D.每1個分子由35個原子構(gòu)成
4.碳與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C+ 4HNO3濃 CO2+ 4X+2H2O。下列有關(guān)該反應(yīng)的說法不正確的是( )
A.HNO3 中 N 的化合價為5 價
B.化學(xué)方程式中 X 為 NO2
C.該化學(xué)反應(yīng)前后，原子個數(shù)和分子個數(shù)都沒有發(fā)生變化
D.該反應(yīng)中，C 具有還原性
5.下表是元素周期表中第三周期元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。
依據(jù)上表判斷，下列結(jié)論正確的是( )
A.11 號元素的原子，在化學(xué)反應(yīng)中容易得到電子變成離子
B.鋁元素與硫元素形成化合物的化學(xué)式為 Al3S2
C.上述元素稱為第三周期元素是因為這些元素的原子核外都有三個電子層
D.ClCl— ，則 Cl 核內(nèi)有 18 個質(zhì)子
6.按照物質(zhì)分類及化合價規(guī)律排列的：Mn、S、MnO2、SO2、K2MnO4、 六種物質(zhì)中，最后一種物質(zhì)為
A.H2S B.Na2SO3 C.CuSO4 D. Cu2S
7.下列反應(yīng)不屬于基本反應(yīng)類型的是
A.HC1+NaOH=NaC1+H2O B.2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2
C.Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu D.CO+CuO Cu+CO2
8.根據(jù)下圖提供的信息，下列說法正確的是( )
A.鈉原子最外層有11個電子 B.鈉的相對原子質(zhì)量是22.99g
C.鈉屬于非金屬元素 D.鈉的原子序數(shù)為11
9.路邊燒烤除污染環(huán)境外，在燒烤肉類食品時還會產(chǎn)生一種致癌物質(zhì)——苯并(a)芘(化學(xué)式C20H12)。有關(guān)苯并(a)芘的說法錯誤的是 ( )
A.它由兩種元素組成 B.苯并(a)芘中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%
C.它屬于有機(jī)化合物 D.苯并(a)芘中碳、氫原子的個數(shù)比為20:12
10.掌握化學(xué)用語是學(xué)好化學(xué)的關(guān)鍵。下列化學(xué)用語的意義敘述正確的是
A.2H表示兩個氫元素 B.CO表示一個一氧化碳分子
C.Zn2+表示鋅元素的化合價為+2價 D. 表示一個鎂離子帶兩個單位正電荷
11.下圖呈現(xiàn)的是鉀在元素周期表中的一些信息,下列判斷正確的是
A.原子序數(shù)是19 B.它是非金屬元素
C.原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為39 D. 相對原子質(zhì)量是19
12.經(jīng)過一段時間的化學(xué)學(xué)習(xí)， 你認(rèn)為下列不屬于化學(xué)這門科學(xué)研究范疇的是( )
A.物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu) B.物質(zhì)的變化和性質(zhì)
C.物質(zhì)的運動狀態(tài) D.物質(zhì)的用途和制取
13.前者決定原子種類，后者決定元素的化學(xué)性質(zhì)的是( )
A.核內(nèi)中子數(shù)，外層電子數(shù) B.核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，核外電子數(shù)
C.核電荷數(shù)，最外層電子數(shù) D.相對原子質(zhì)量，離子所帶電荷數(shù)
14.在H2、H2SO4、H2O、H2O2四種物質(zhì)的分子中都含有
A、氫原子 B、1個氫分子
C、2個氫元素 D、氫氣
15.在原子結(jié)構(gòu)中，決定元素的化學(xué)性質(zhì)的是
A、質(zhì)子數(shù) B、電子數(shù)
C、中子數(shù) D、最外層電子數(shù)
二、填空題
16.為了探究“水的凈化”過程，某化學(xué)實驗小組從河中取了水樣，觀察到： A.水樣呈黃色，有異味 ，渾濁，有固體小顆粒?，F(xiàn)對水樣進(jìn)行如下處理：
(1)向水樣中加入明礬攪拌溶解，靜置一段時間后，進(jìn)行過濾除去固體小顆粒，再向濾液中加入活性炭，除去水樣中的顏色和異味，該過程屬于______變化(填“物理”或“化學(xué)”)。
(2)漂白粉可用水的殺菌消毒，其有效成分是次氯酸鈣[Ca(ClO)2]。次氯酸鈣可發(fā)生如下反應(yīng)：Ca(ClO)2+X+H2OCaCO3+2HClO，則X的化學(xué)式為______________。
17.用元素符號或化學(xué)式填空：
①鐵元素 ②水 ③二氧化硫
④空氣中含量最多的氣體 ⑤氨氣
⑥堿式碳酸銅是由 元素組成。
18.(4分)請用化學(xué)符號或化學(xué)式完成下面的空格。
(1)2個氮原子 ; (2)鐵離子 ;
(3)氫氧化鋁中鋁元素顯+3價 ; (4)由生物細(xì)胞中含量占前三位的元素組成的酸的化學(xué)式 。
19.寫出下列化學(xué)反應(yīng)的文字表達(dá)式：
①碳在氧氣中燃燒： ;
②鐵絲在氧氣中燃燒： ;
③實驗室用氯酸鉀制取氧氣 ;
④紅磷在空氣中燃燒 ;
20.寫出下列物質(zhì)的化學(xué)符號
氧氣 ;四氧化三鐵 ;過氧化氫 二氧化硫 .磷 ;鐵 .
21..用化學(xué)用語填空：:
(1)兩個氮原子______ ; (2)氧化鈉的化學(xué)式________ ;(3)鐵離子的符號________。三、簡答題
22.據(jù)浙江在線《水能滅火，可是昨天這場雨，卻在一起火災(zāi)中充當(dāng)了“油“的角色》報道：30米掛車在江南大道上一路撒“火種”13小時，這一切都是因為這輛載有20多噸電石的大貨車。據(jù)介紹，電石，化學(xué)名稱碳化鈣(CaC2),不可燃，是一種有機(jī)合成化學(xué)工業(yè)的基本原料，化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，遇水后能激烈分解產(chǎn)生產(chǎn)生乙炔(C2H2)氣體和熟石灰，釋放出大量的熱，請回答：
(1)請寫出碳化鈣遇水后的化學(xué)方程式：
(2)根據(jù)上述信息，你認(rèn)為應(yīng)該如何保存電石?
23.人體必需的微量元素有鐵、氟、鋅、硒、碘等.它們在人體內(nèi)雖然含量少，但對健康至關(guān)重要.
(1)圖1是氟元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，其最外層電子數(shù)是 ;
(2)從圖2可知硒元素的原子序數(shù)為 ;
(3)加碘鹽所含KIO3中的I的化合價是 ;
(4)寫出化學(xué)符號：①氟離子 ;②三個鐵原子 ;③碘單質(zhì)(雙原子分子) ;
(5)葡萄糖酸鋅(C12H22O14Zn)由 種元素組成，其中碳元素與氫元素的質(zhì)量比為 ;
(6)硫酸亞鐵是一種補鐵劑，寫出一個由鐵單質(zhì)獲得硫酸亞鐵的化學(xué)方程式： .
24.普通干電池在生活中的用途很廣，其構(gòu)造示意圖如右圖。回答下列問題：
(1)普通干電池勝任照明時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為 。
(2)電池中石墨表現(xiàn)出優(yōu)良的 性能;石墨與金剛石物理性質(zhì)明顯差異的原因是 不同。
(3)下圖是回收利用廢舊普通干電池的一種工藝流程(不考慮廢舊電池中實際存在的少量其他物質(zhì))。
①分離回收銅帽，經(jīng)凈化處理后放入硝酸銀溶液中，反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
②濾液a中溶質(zhì)的化學(xué)式是 。
③實驗室中在加熱和固體b存在的條件下制取氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
④氯化銨和尿素是重要的化學(xué)肥料，請簡易鑒別氯化銨和尿素參考答案
1.D
【解析】
試題分析：根據(jù)二甲醚的化學(xué)式為C2H6O分析。A、C2H6O是由碳、氫、氧三種元素組成的，正確; B、—個二甲醚分子是由2個碳原子、6個氫原子和1個氧原子構(gòu)成的，則—個二甲醚分子中含有9個原子，正確; C、二甲醚的相對分子質(zhì)量=12×2+1×6+16=46，正確; D、二甲醚中C、H、O三種元素的質(zhì)量比為(12×2)：(1×6)：(16×1)≠2 ：6 ：1，錯誤。故
考點：化學(xué)式的書寫及意義，相對分子質(zhì)量的概念及其計算，元素質(zhì)量比的計算
2.D
【解析】
試題分析：A、化學(xué)反應(yīng)中一定有能量的變化，而能量的變化主要表現(xiàn)為熱量的變化，正確，B、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)就是有新物質(zhì)生成，正確，C、質(zhì)量守恒定律告訴我們：化學(xué)反應(yīng)中元素種類一定不發(fā)生變化，正確，D、化學(xué)反應(yīng)中可能會伴隨著一些現(xiàn)象，而不是一定，錯誤，故選D
考點：化學(xué)反應(yīng)的特點
3.C
【解析】
試題分析：A、黃曲霉素有很強(qiáng)的毒性，正確，B、黃曲霉素(化學(xué)式為C17H12O6)相對分子質(zhì)量為312，正確，C、黃曲霉素中C、H、O三種元素的質(zhì)量比=17×12:1×12:16×6=17:1:8，錯誤，D、每1個分子中的原子數(shù)=17+12+6=35，正確，故選C
考點：根據(jù)化學(xué)式進(jìn)行的計算
4.C
【解析】
試題分析： A選項HNO3 中 N 的化合價為5 價，根據(jù)化學(xué)式中元素的正負(fù)化合價的代數(shù)和為0，得是正確的敘述;B選項根據(jù)質(zhì)量守恒定律知道，化學(xué)方程式中 X 為 NO2是正確的敘述;C選項該化學(xué)反應(yīng)前后，原子個數(shù)和分子個數(shù)都沒有發(fā)生變化是錯誤的敘述，原子沒變而分子變化了;D選項該反應(yīng)中，C 具有還原性是正確的敘述;故選C
考點：質(zhì)量守恒定律、化合價的計算、還原性的判斷
5.C
【解析】
試題分析：A.11 號元素的原子，在化學(xué)反應(yīng)中容易得到電子變成離子是錯誤的敘述，容易失去電子變?yōu)殡x子;B.鋁元素與硫元素形成化合物的化學(xué)式為 Al3S2 是錯誤的敘述，根據(jù)化合價的代數(shù)和為0，可知化學(xué)式為Al2S3 C.上述元素稱為第三周期元素是因為這些元素的原子核外都有三個電子層是正確的敘述;D.ClCl— ，則 Cl 核內(nèi)有 18 個質(zhì)子是錯誤的敘述，原子轉(zhuǎn)化為離子時電子改變而質(zhì)子數(shù)不變;故選擇C
考點：原子結(jié)構(gòu)示意圖
6.C
【解析】
試題分析：物質(zhì)的分類是按照單質(zhì)、氧化物、鹽的順序排列;化合價是由低向高排列，故最后一種物質(zhì) 為硫酸銅;選擇C
考點：物質(zhì)的多樣性、化合價的計算
7.D
【解析】
試題分析：四種基本反應(yīng)類型為化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng);A屬于復(fù)分解反應(yīng);B屬于分解反應(yīng);C屬于置換反應(yīng);D屬于氧化還原反應(yīng)不屬于四種基本反應(yīng)類型;故選擇D
考點：化學(xué)反應(yīng)的分類
8.D
【解析】
試題分析：由原子結(jié)構(gòu)示意圖幾元素周期表所提供的信息可知，A選項鈉原子最外層有1個電子;B.鈉的相對原子質(zhì)量是22.99; C.鈉屬于金屬元素;D選項鈉的原子序數(shù)為11，根據(jù)在原子中，質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)=核電荷數(shù)可知，是正確的敘述;故選擇D
考點：元素周期表
9.B
【解析】
試題分析：由苯并(a)芘(化學(xué)式C20H12)的化學(xué)式可知A.它由兩種元素組成是正確的敘述; B.苯并(a)芘中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%是錯誤的敘述，應(yīng)該為4.4%; C.它屬于有機(jī)化合物是正確的敘述; D.苯并(a)芘中碳、氫原子的個數(shù)比為20:12是正確的敘述;故選擇B
考點：有機(jī)物的概念、物質(zhì)的組成、有關(guān)化學(xué)式的計算
10.B
【解析】
試題分析：A.2H表示兩個氫原子B.CO表示一個一氧化碳分子是正確的敘述; C.Zn2+表示一個鋅離子的所帶的電荷數(shù)為+2;D. 表示鎂元素的化合價為+2價;故選擇B
考點：化學(xué)符號的含義
11. A
【解析】
試題分析：根據(jù)元素周期表提供的信息可知，A選項原子序數(shù)是19是正確的敘述;它屬于金屬元素;根據(jù)在原子中質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)，相對原子質(zhì)量為39.10;故選擇A
考點：元素周期表提供的信息
12.C
【解析】
試題分析：化學(xué)是在分子原子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與變化規(guī)律的科學(xué)，故不屬于化學(xué)研究的范圍為物質(zhì)的運動狀態(tài)，故選擇C
考點：化學(xué)研究的范圍
13.C
【解析】不同元素的原子其核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)不同，所以決定元素種類的是其原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)，不同的原子中子數(shù)可以相同，所以中子數(shù)不能決定元素的種類。稀有氣體的原子的最外層都有8個電子(氦是2個)，稀有氣體元素的原子既不容易得到電子，也不容易失去電子;金屬元素的原子的最外層電子數(shù)一般少于4個，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去電子。非金屬元素的原子的最外層電子數(shù)一般大于4個，在化學(xué)反應(yīng)中容易得到電子;所以元素的化學(xué)性質(zhì)是由原子的最外層電子數(shù)決定的
14.A
【解析】：物質(zhì)是由元素組成的，由微粒構(gòu)成的;而分子則是由原子構(gòu)成的，所以四種分子中都含有氧原子，而不能說分子中含有元素、其它分子或其它物質(zhì)。
知識點分析：考查物質(zhì)的宏觀組成與微觀構(gòu)成。
15.D
【解析】：元素的化學(xué)性質(zhì)決定于原子的最外層電子數(shù)。
知識點分析：理解結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。
16.物理 ， O2
【解析】
試題分析：(1)活性炭的吸附?jīng)]有新物質(zhì)生成，該過程屬于物理變化;(2)根據(jù)質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)量不變，得出X的化學(xué)式為 O2。
考點：水的凈化、質(zhì)量守恒定律
17.①Fe ②H2O ③SO2 ④N2 ⑤NH3 ⑥Cu、O、C、H
【解析】
試題分析：①元素符號的書寫，鐵元素：Fe
②化學(xué)式的書寫，水：H2O
③二氧化硫：SO2
④空氣中含量最多的氣體是氮氣 ：N2
⑤氨氣：NH3
⑥堿式碳酸銅的化學(xué)式Cu2(OH)2CO3，故堿式碳酸銅是由Cu、O、C、H元素組成
考點：化學(xué)用語的書寫
18.(1)2N (2)Fe3+ (3) (4)H2CO3
【解析】
試題分析：(1)表示原子個數(shù)，在元素符號前面加數(shù)字，故2個氮原子：2N
(2) 離子表示方法：在元素符號右上角標(biāo)明電性和電荷數(shù)，數(shù)字在前，符號在后。若數(shù)字為1時，可省略不寫，鐵離子帶3個單位正電荷，故鐵離子：Fe3+
(3) 化合價的表示方法：在元素符號正上方標(biāo)出化合價。符號在前，數(shù)字在后。若數(shù)字為1時，不能省略。故氫氧化鋁中鋁元素顯+3價：
新課標(biāo)區(qū)的高考選擇題，熱學(xué)、光學(xué)、原子物理及力學(xué)部分的機(jī)械振動、機(jī)械波和動量守恒定律的內(nèi)容不會出現(xiàn)在選擇題中，選擇題一般只在力學(xué)、電磁學(xué)部分命題. 主要考查的知識點有：物理學(xué)史，運動學(xué)規(guī)律、運動圖象，共點力的平衡，萬有引力定律，牛頓運動定律，力學(xué)中的功能關(guān)系，電場中的場強(qiáng)、電勢、電勢能及其變化，電磁感應(yīng)與電路中的電量、電流、電壓、安培力、法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、能量守恒定律等力電綜合問題，交流電的產(chǎn)生、變化規(guī)律和電能的輸送等問題.
一、 物理學(xué)史
1. 命題規(guī)律
以某一科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某一規(guī)律設(shè)置選項A、B、C、D，以考查規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程或得出的結(jié)論，進(jìn)而判斷這一事實是否與物理學(xué)史符合.
2. 命題預(yù)測
與以往一樣，不會有很大的變化，但命題的概率不大，應(yīng)注意在規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程中所涉及的物理思想方法.
例1 在物理學(xué)發(fā)展過程中，許多物理學(xué)家做出了杰出貢獻(xiàn). 下列說法中錯誤是（ ）
A. 伽利略首先將物理實驗事實和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)推理）和諧地結(jié)合起來
B. 牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力，得出了萬有引力定律，并用實驗測出了引力常數(shù)
C. 奧斯特對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的研究，將人類帶入了電氣化時代
D. 楞次發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并研究得出了判斷感應(yīng)電流方向的方法――楞次定律
解析 以上說法錯誤的選項是B、C、D.
3. 備考對策：熟悉并記住像牛頓、伽利略、胡克、卡文迪許、亞里士多德、開普勒、庫侖、法拉第、奧斯特、密立根、安培、狄拉克、楞次、洛侖茲等科學(xué)家在物理學(xué)上的貢獻(xiàn)，記住他們通過什么實驗、發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律、揭示了什么聯(lián)系、運用了什么科學(xué)方法以及對物理學(xué)的發(fā)展有什么推動作用等等.
二、 運動圖象的綜合
1. 命題規(guī)律
以物體在斜面、水平面、豎直平面內(nèi)的勻變速直線運動為情景，考查單一物體的多過程問題.
以文字描述情景，考查運動過程中的v-t、s-t、a-t、a-x、f-t、f-x、Ek-t、E-t等圖象.
以圖象呈現(xiàn)運動情景，求運動過程中的平均速度、位移、加速度、力、功、功率、動能、機(jī)械能等物理量，或考查運動過程中的v-t、s-t、a-t、f-t、Ek-t、E-t等圖象.
2. 命題預(yù)測
以文字或圖象呈現(xiàn)運動情景，求運動過程中的平均速度、位移、加速度、力、功、功率、動能、機(jī)械能等物理量或利用圖象y=f（x）（y：v、s、F、a、W、P、E、F/mg、s2、s/t；x：x、t、v、h、l）表達(dá)運動規(guī)律.
例2 如圖1所示，一輕彈簧直立于水平地面上，質(zhì)量為m的小球從距離彈簧上端B點h高處的A點自由下落，在C點處小球速度達(dá)到最大. x0表示B、C兩點之間的距離；Ek表示小球在C處的動能. 若改變高度h，則下列表示x0隨h變化的圖象和Ek隨h變化的圖象中正確的是（ ）
A. B. C. D.
解析 小球在C點處小球速度達(dá)到最大，有mg=kx0，x0與h無關(guān)，選項B正確. 由動能定理得mg（h+x0）=Ek，可見Ek-h的圖象為不過原點的直線，選項C正確. 故正確的選項為BC.
3. 備考對策：會用圖象求解相關(guān)量，弄清圖象中以下要素代表的物理意義：①坐標(biāo)（起點）和單位、②形狀、③斜率、④截距（橫、縱）、⑤面積、⑥點（交點、拐點）. 分析物理過程，明確運動規(guī)律，列出物理方程，結(jié)合表達(dá)式判斷各種圖象.
三、 共點力的平衡
1. 命題規(guī)律
以物塊靜止在有傾角的支持面（物體自身、斜面、凹面）為試題情景；或以物塊在水平的支持面上在有傾角的力的作用下做勻速運動為試題情景. 通過以上情景考查研究對象的選擇方法――整體法與隔離法；考查受力分析的方法、力的運算的方法（正交分解法、合成法）、解直角三角形的方法.
2. 命題預(yù)測
物塊在平面上的靜平衡，轉(zhuǎn)化為斜面模型；或以物塊在豎直、傾斜的支持面上在有傾角的力的作用下做勻速運動為試題情景. 多問題系統(tǒng)內(nèi)可能出現(xiàn)輕繩、輕桿、輕彈簧連接的情景.
例3 如圖2所示，頂端裝有定滑輪的斜面體放在粗糙水平地面上，A、B兩物體通過細(xì)繩連接，并處于靜止?fàn)顟B(tài)（不計繩的質(zhì)量和繩與滑輪間的摩擦）. 現(xiàn)用水平向右的力F作用于物體B上，將物體B緩慢拉高一定的距離，此過程中斜面體與物體A仍然保持靜止. 在此過程中（ ）
A. 水平力F一定變小
B. 斜面體所受地面的支持力一定變大
C. 地面對斜面體的摩擦力一定變大
D. 物體A所受斜面體的摩擦力一定變大
解析 取物體B為研究對象分析其受力情況，如圖3所示，則有F=mgtan θ，T=mg/cos θ，在物體B緩慢拉高的過程中，θ增大，則水平力F隨之變大，對A、B兩物體與斜面體這個整體而言，由于斜面體與物體A仍然保持靜止，則地面對斜面體的摩擦力一定變大，但是因為整體豎直方向上并沒有其它力，故斜面體所受地面的支持力不變；在這個過程中盡管繩子張力變大，但是由于物體A所受斜面體的摩擦力開始并不知其方向，故物體A所受斜面體的摩擦力的情況無法確定. 正確的選項為C.
3. 備考對策：正確的選擇研究對象進(jìn)行受力分析，利用假設(shè)法分析“隱蔽”的彈力和摩擦力，利用彈力與摩擦力的關(guān)系判斷摩擦力是否存在. 若物體受兩個力時，一般利用合成法；受兩個以上的力時，一般先選擇正交分解法再選擇合成法，關(guān)鍵是構(gòu)建直角三角形. 特殊解題方法有：圖解法、“力的三角形”法、三角形相似等.
四、 萬有引力與航天
1. 命題規(guī)律
以最新的航空、航天科技事實為試題背景，往往取材于新聞熱點. 一般涉及兩個環(huán)繞天體繞一個中心天體，有時涉及兩個環(huán)繞天體分別繞各自的中心天體做勻速圓周運動. 比較或判斷環(huán)繞天體的運動學(xué)參量（速度、角速度、周期、動能、勢能、機(jī)械能、重力），估算中心天體的相關(guān)物理量（平均密度、質(zhì)量、重力加速度）. 環(huán)繞天體運動的形式主要有：在軌、變軌兩種.
2. 命題預(yù)測
以最新的科技事實、材料、信息為背景命題，如嫦娥二號、天宮一號、神舟八號. 對衛(wèi)星的發(fā)射、回收過程一般考查的不多. 新課標(biāo)區(qū)主要考查環(huán)繞天體的運動學(xué)量，其他省市還考查中心天體的參量，提醒關(guān)注這兩類試題. 解題時注意結(jié)合橢圓、圓中的幾何關(guān)系（如橢圓的離心率）、圖象等描述天體運動規(guī)律.
例4 神舟八號飛船發(fā)射升空后，在與天宮一號目標(biāo)飛行器交會對接前，先后經(jīng)歷了5次變軌，若把變軌對接過程簡化為如圖4所示，假設(shè)天宮一號繞地球做圓周運動的軌道半徑為r，周期為T，萬有引力常量為G. 則下列說法正確的是：（ ）
A. 在近地點P處，神舟八號的加速度比天宮一號大
B. 根據(jù)題中條件可以計算出地球的質(zhì)量
C. 根據(jù)題中條件可以計算出地球?qū)μ鞂m一號的引力大小
D. 要實現(xiàn)神舟八號與天宮一號在近地點P處對接，神舟八號需在靠近P處點火減速
解析 在同一點受到的萬有引力相同，由牛頓第二定律知，神舟八號與天宮一號加速度大小相等，故選項A錯誤；由G =m r，得：M= r3，選項B正確；由F=G =m r可知，不知道m(xù)，是不能求天宮一號的引力大小的，故選項C錯誤；神舟八號需在靠近P處點火減速才能實現(xiàn)軌道降低，與天宮一號對接，故選項D正確. 故本題正確的選項為BD.
3. 備考對策：建立環(huán)繞天體繞中心天體做勻速圓周運動模型；善于運用黃金三角形模型，如圖5所示；注意區(qū)分近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星、赤道上的物體（找到它們的共性、合理選擇公式）；弄清人造地球衛(wèi)星的發(fā)射、運行、變軌、回歸等過程中各物理量的變化.
五、 力學(xué)中的功能關(guān)系
1. 命題規(guī)律
少數(shù)省市以豎直平面內(nèi)的圓周運動、豎直方向上的勻變速直線運動為背景，考查牛頓第二定律、超重與失重. 多數(shù)省市以物塊斜面模型、球和彈簧相互作用為背景，從生活實際出發(fā)考查牛頓第二定律、動能定理、能量守恒，或以斜面模型、物牽繩系統(tǒng)（非輕繩）為背景，考心與幾何關(guān)系、重力勢能、機(jī)械能的變化、各種功能關(guān)系.
2. 命題預(yù)測
根據(jù)命題的變化規(guī)律，12年可能會呈現(xiàn)新的問題情境（如物牽鏈條在斜面上運動、輕桿關(guān)聯(lián)物、蹦極模型、傳送帶模型），以考查力學(xué)中的各種功能關(guān)系，以受力分析為基礎(chǔ)，通過做功分析，計算動能、重力勢能、摩擦體間的內(nèi)能、機(jī)械能的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化.
例5 如圖6所示，置于足夠長斜面上的盒子內(nèi)放有光滑球B，B恰與盒子前、后壁接觸，斜面光滑且固定于水平地面上. 一輕質(zhì)彈簧的一端與固定在斜面上的木板P拴接，另一端與A相連. 今用外力推A使彈簧處于壓縮狀態(tài)，然后由靜止釋放，則從釋放盒子直至其獲得最大速度的過程中（ ）
A. 彈簧的彈性勢能一直減小直至為零
B. A對B做的功等于B機(jī)械能的增加量
C. 彈簧彈性勢能的減小量等于A和B機(jī)械能的增加量
D. A所受重力和彈簧彈力做功的代數(shù)和小于A動能的增加量
解析 彈簧的彈性勢能雖一直在減小，但未減小至零，A錯誤；球B除了受重力以外還受A對B的彈力，所以A對B做的功等于B機(jī)械能的增加量，B正確；由于物體A、B和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，彈簧彈性勢能的減小量等于A和B機(jī)械能的增加量，C正確；根據(jù)動能定理可知，木板A所受重力和彈簧彈力做功的代數(shù)和等于A動能的增加量，D錯誤. 故正確的選項為BC.
3. 備考對策：掌握判斷超重與失重的方法. 熟練應(yīng)用牛頓運動定律、動能定理、機(jī)械能守恒定律、運動學(xué)規(guī)律. 注意輕繩、輕桿、輕彈簧和繩、鏈條模型，物塊斜面模型、傳送帶模型、蹦極模型（球落在彈簧上）、板塊模型等模型中的能量轉(zhuǎn)化. 學(xué)會“多物體系統(tǒng)”的分析方法，注意挖掘各“物體”在力、位移、時間、速度等物理量間的關(guān)聯(lián).
六、 電場中的E、Φ、F、W、Ep
1. 命題規(guī)律
以等量的同（異）種電荷的電場線呈現(xiàn)試題情景，或在此基礎(chǔ)上再疊加點電荷的電場. 考查比較兩點場強(qiáng)的大小、電勢的高低、動能和電勢能的大小、電場力做功與電勢能的變化.
2. 命題預(yù)測
仍會以某種電場（或疊加電場）的電場線（等勢面）為背景，考查描述電場性質(zhì)的物理量. 注意四個選項相互關(guān)聯(lián)、或相互矛盾. 必要時利用排除法. 一般為定性分析，也有可能進(jìn)行定量計算，求解這些相關(guān)物理量.
例6 點電荷A、B是帶電量為Q的正電荷，C、D是帶電量為Q的負(fù)電荷，它們處在一個矩形的四個頂點上. 它們產(chǎn)生靜電場的等勢面如圖7中虛線所示，在電場中對稱的有一個正方形路徑abcd（與ABCD共面），如實線所示，O為正方形與矩形的中心，則（ ）
A. 取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則O點電勢為零，場強(qiáng)為零
B. b、d兩點場強(qiáng)相等，電勢相等
C. 將電子沿正方形路徑adc移動，電子的電勢能先增大后減小
D. 將電子沿正方形路徑abc移動，電子的動能先減小后增大
解析 根據(jù)等量異種點電荷的電場的分布特點和疊加原理可知，取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則O點電勢為零，但場強(qiáng)不為零，選項A錯誤. 根據(jù)對稱性b、d兩點場強(qiáng)相等，電勢?漬b＞?漬d，選項B錯誤. 將電子沿正方形路徑adc移動時，由于電場線與等勢面垂直，即帶電粒子受到電場力的方向與等勢面垂直，依據(jù)帶電粒子運動軌跡知，“速度線與力線”的夾角先為鈍角后為銳角，電場力對電子先做負(fù)功后做正功，即電子的電勢能先增大后減小，選項C正確. 將電子沿正方形路徑abc移動，電場力對電子先做正功后做負(fù)功，電子的動能先增大后減小，電子的電勢能先減小后增大，電子的電勢能和動能的總和保持不變，故電子的動能先增大后減小，選項D錯誤. 正確選項為C.
3. 備考對策：熟記常見電場的電場線、等勢面分布特點，尤其是等量的同種、異種點電荷的電場. 利用“三線法”判斷電場力做功與電勢能變化的關(guān)系，即根據(jù)“電場線”和電荷的電性，首先畫出“力線”、再畫出“速度線”，然后判斷. 研究電場線在電場中的妙用；研究等量的同種、異種點電荷的電場在兩點荷的連線與垂直平分線上的場強(qiáng)、電勢分布規(guī)律，注意應(yīng)用對稱性或臨界點.
七、 電磁感應(yīng)與電路
1. 命題規(guī)律
以導(dǎo)體棒、線圈的某邊切割磁感線為背景，如矩形線圈進(jìn)入勻強(qiáng)磁場做勻速運動，或?qū)w棒進(jìn)入勻強(qiáng)磁場做變加速直線運動，或半圓形線圈進(jìn)入勻強(qiáng)磁場做勻速運動，或矩形線圈在雙勻強(qiáng)磁場中勻速運動，考查多物體的單一過程，與電路綜合；或單一物體的多過程；力電綜合；或在電磁感應(yīng)中的小綜合. 主要考查感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流、安培力的方向判斷和大小計算. 右手定則、楞次定律；法拉第電磁感應(yīng)定律、安培力公式、電路中電動勢與路端電壓的關(guān)系.
2. 命題預(yù)測
從命題趨勢看，難度在減小，綜合度在減小，回歸到考查電磁感應(yīng)的最基本、最本質(zhì)的知識上來. 情景一般為導(dǎo)體棒或線圈（圓形、三角形）進(jìn)入磁場（可能為半有界、寬帶型、圓形、三角形）做勻速直線或變速直線運動. 4個選項相互關(guān)聯(lián)、相對獨立，分別考查感應(yīng)電流的方向、感應(yīng)電動勢的大小、安培力的大小比較和方向判斷、電量、電熱的相關(guān)計算等.
若整套試卷在前面沒有考查運動圖象，則在此出現(xiàn)圖象的概率較大，否則概率就較小. 常以圖象呈現(xiàn)棒的運動過程，考查動力學(xué)、電路、能量問題.
例7 如圖8所示，abcd是一個質(zhì)量為m，邊長為L的正方形金屬線框. 從圖8示位置自由下落，在下落h后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場，恰好做勻速直線運動，該磁場的寬度也為L. 在這個磁場的正下方h+L處還有一個未知磁場，金屬線框abcd在穿過這個磁場時也恰好做勻速直線運動，那么下列說法正確的是（ ）
A. 未知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是2B
B. 未知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是 B
C. 線框在穿過這兩個磁場的過程中產(chǎn)生的電能為4mgL
D. 線框在穿過這兩個磁場的過程中產(chǎn)生的電能為2mgL
解析 正確選項為BC. 設(shè)線圈剛進(jìn)入第一個磁場時速度為v1，那么mgh= mv21，v1= . 設(shè)線圈剛進(jìn)入第二個磁場時速度為v2，那么v22-v21=2gh，v2= v1. 根據(jù)題意知mg= = ，解得Bx= B，B正確. 穿過兩個磁場時都做勻速運動，把減少的重力勢能都轉(zhuǎn)化為電能，所以在穿過這兩個磁場的過程中產(chǎn)生的電能為4mgL，C正確.
3. 備考對策：靈活選擇右手定則、楞次定律判斷感應(yīng)電流方向（巧借推論），靈活選擇計算感應(yīng)電動勢的公式（切割型、非切割型），以“感應(yīng)電流”為橋梁，分析電磁感應(yīng)與電路的小綜合，以“安培力”為橋梁，分析電磁感應(yīng)的力、電小綜合. 注意簡化電路，找到電路中的電源（電動勢、內(nèi)阻）、弄清電路結(jié)構(gòu). 求電熱首選焦耳定律，不行再選能量守恒定律. 對圖象問題可以利用排除法.
八、 交流電路
1. 命題規(guī)律
以變壓器為背景，在原線圈中輸入正弦交流電、余弦交流電，考查交流電的變化規(guī)律（圖象、表達(dá)式、四值），變壓器的變壓、變流、功率、頻率的關(guān)系；或考查變壓器的動態(tài)變化（改變副線圈中的電阻來改變副、原線圈的電流、功率）. 或以遠(yuǎn)距離輸電原理圖為背景，考查輸電電路的電壓、功率的關(guān)系，變壓器的變壓、變流、功率關(guān)系.
2. 命題預(yù)測
仍會以變壓器為背景，在副線圈回路中呈現(xiàn)交流電的圖象或表達(dá)式，考查交流電的變化規(guī)律、變壓器的變壓、變流、功率、頻率的關(guān)系. 以遠(yuǎn)距離輸電為背景，考查輸電過程中各個物理量的關(guān)系. 變壓器的動態(tài)變化問題，可能通過改變原線圈的匝數(shù)（自耦變壓器）考查交流電的變化規(guī)律、變壓器；也可能與小燈泡的伏安特性曲線相整合進(jìn)行情景創(chuàng)新.
例8 如圖9所示，50匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B= T的水平勻強(qiáng)磁場中，線框面積S=0.5 m2，線框電阻不計. 線框繞垂直于磁場的軸OO′以角速度ω=200 rad/s勻速轉(zhuǎn)動，并與理想變壓器原線圈相連，副線圈現(xiàn)接入一只“220 V，60 W”燈泡，且燈泡正常發(fā)光，熔斷器允許通過的最大電流為10 A，下列說法正確的是（ ）
A. 圖示位置穿過線框的磁通量為零
B. 線框中產(chǎn)生交變電壓的有效值為500 V
C. 變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為25 ∶ 11
D. 允許變壓器輸出的最大功率為5000 W
解析 圖示位置為中性面，磁通量最大、感應(yīng)電動勢為零. 感應(yīng)電動勢的有效值E= =500 V，由變壓器的規(guī)律 = = ，知選項C正確. 允許變壓器輸出的最大功率為P=U1I1m=500×10 W=5 000 W. 正確的選項為CD.
關(guān)鍵詞：高中物理；電磁學(xué)
一、電磁學(xué)在中學(xué)物理教學(xué)中的重要作用
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。從電磁學(xué)的內(nèi)容及其在教學(xué)中的地位來看，在提高學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì)方面應(yīng)該而且能夠發(fā)揮重要作用。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。經(jīng)典電磁場理論是研究電磁運動規(guī)律及電磁場與電荷相互作用規(guī)律的理論。反映電磁場運動規(guī)律的是麥克斯韋電磁場方程，代表場與電荷相互作用的是洛倫茲力公式。它在經(jīng)典物理學(xué)中是既古老又年輕的一個重要分支。說它古老是因為它的研究范圍包括靜電場、磁場、電磁感應(yīng)、電磁振蕩、電磁場與電磁波以及交直流電路。這些都是在十九世紀(jì)即已成熟的理論體系，在生產(chǎn)科研實踐中的成功應(yīng)用，推動了人類社會發(fā)生了劃時代的巨大進(jìn)步；說它年輕不僅由于黑體的電磁輻射的研究促成了量子物理的橫空出世或電磁場方程組與伽利略坐標(biāo)變換的矛盾導(dǎo)致相對論的誕生，而且電磁場理論的觸角已經(jīng)延伸到粒子物理和規(guī)范理論以及弱相互作用與電磁相互作用統(tǒng)一理論等現(xiàn)代物理的各個領(lǐng)域。不僅如此，電磁場理論在宇宙演化的研究中也扮演著重要角色。由“場”和“路”構(gòu)成的電磁學(xué)中，路是具體的，場則比較抽象，但是直流電路也好，交流電路也好，它們的理論基礎(chǔ)都是相應(yīng)的電場或電磁場，通過交直流電路的研究掌握電磁場的性質(zhì)與規(guī)律，牢固地樹立場的觀念，用場的觀點來分析一切電磁現(xiàn)象，在中學(xué)物理階段就要打好這一基礎(chǔ)，必將受益匪淺。
二、激發(fā)學(xué)生對電磁學(xué)的興趣是學(xué)習(xí)的關(guān)鍵
朱熹說：“教人不見意趣，心不樂學(xué)。”許多實踐證明，興趣支配著學(xué)生的注意力，使學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中注意力集中而穩(wěn)定；同時興趣又調(diào)節(jié)著情感，濃厚的學(xué)習(xí)興趣使學(xué)生表現(xiàn)出巨大的熱情，是推動學(xué)習(xí)提高學(xué)習(xí)效率的最有效的內(nèi)部動力。心理學(xué)家和教育學(xué)家一致認(rèn)為：學(xué)生在興趣盎然的狀態(tài)下學(xué)習(xí)，會表現(xiàn)出個性的積極性和創(chuàng)造性。
“學(xué)貴有疑，小疑則小進(jìn)，大疑則大進(jìn)。”設(shè)置疑問，是調(diào)動學(xué)習(xí)興趣的重要手段，也是新課程創(chuàng)新教學(xué)的要求。問題是學(xué)生學(xué)習(xí)的出發(fā)點和動力的源泉。沒有問題就沒有探究，沒有問題就沒有學(xué)習(xí)的動力，問題的出現(xiàn)使學(xué)生產(chǎn)生一種需要，產(chǎn)生一種解決問題的渴望，這種渴望就會成為學(xué)生學(xué)習(xí)的動力。
充分利用現(xiàn)代多媒體技術(shù)，提高同學(xué)們學(xué)習(xí)物理的興趣。物理學(xué)也有自己的發(fā)展史，我在上磁場一章時，收集整理安培、法拉第的一些資料，在多媒體上放映，讓學(xué)同們用人物了解物理史。上用電安全常識時，我把一些觸電事故的圖片通過多媒體進(jìn)行放映，收到了很好的效果。
成功的實驗是激發(fā)同學(xué)們學(xué)習(xí)物理的最好武器。在上閉合電路歐姆定律時，證明電源內(nèi)阻的實驗，實驗一做，同學(xué)們的興趣大增。充分利用實驗室的儀器和器材開展科技創(chuàng)新活動，也是提高同學(xué)們興趣的有效方法。只有將學(xué)的東西變成現(xiàn)實，才能體會到所有所用，興趣才會大增。如我上完電阻定律一節(jié)后，組織同學(xué)們自制滑動變阻器；上完日光燈原理，準(zhǔn)備了學(xué)生實驗。在上完交流電一章后，組織部分學(xué)生自制電風(fēng)扇。在上電視、雷達(dá)一節(jié)，我打開了電視機(jī)的后蓋，讓同學(xué)們了解、觀看內(nèi)部結(jié)構(gòu)，演示了場、行不同步的情況。這些科技活動，充分調(diào)動了同學(xué)們學(xué)習(xí)物理興趣。
三、掌握電磁學(xué)的研究方法
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，靜電場、恒定電場、恒定磁場、靜磁場、似穩(wěn)電磁場、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?！皥觥焙汀奥贰敝g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”是電磁運動的實質(zhì)，因此可以說“場”是實質(zhì)“，路”是方法。
四、綜合運用所學(xué)知識解決物理問題
狹義的樣例，是指具有詳細(xì)解答步驟的事物或例題，包括對問題的陳述、解決問題的過程以及問題的答案.作為樣例的例題，學(xué)生可以從中發(fā)現(xiàn)、領(lǐng)悟知識或解決問題的技能.正確的樣例及其學(xué)習(xí)方法，可以減輕學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，提高學(xué)習(xí)效果.由此，作為教材重要組成部分的例題，對于學(xué)生的學(xué)習(xí)具有重要的作用.美國高中選用率接近50%的理科物理主流教材《物理：原理和問題》2005年的最新版本的例題有值得借鑒的特點.
1 展現(xiàn)問題解決過程，突出表征和監(jiān)控
現(xiàn)代信息加工心理學(xué)認(rèn)為，解決問題過程包括表征問題、設(shè)計解題計劃、執(zhí)行解題計劃和監(jiān)控這四步.美國教材例題中的分析概括問題包括表征問題和設(shè)計解題計劃，求解未知量對應(yīng)執(zhí)行解題計劃，驗證答案對應(yīng)監(jiān)控.人教版高中物理教材淡化了表征問題這一重要環(huán)節(jié)，沒有指導(dǎo)學(xué)生如何審題、確定已知量和未知量，也沒有出現(xiàn)監(jiān)控這一環(huán)節(jié).借鑒美國教材的這一特點，對“用牛頓運動定律解決問題”中的例題進(jìn)行優(yōu)化實踐.
案例1 假設(shè)你的質(zhì)量為75kg，且你正站在放置于電梯的磅秤上.電梯從靜止開始，以2m/s2的加速度向上運行了2s后，在這個加速的過程中，磅秤的讀數(shù)是多大？
分析問題 如圖1所示.
驗證答案 符號否有意義？正號與坐標(biāo)系上顯示的一致.數(shù)值是否合理？電梯加速上升時.
通過教學(xué)實踐，把例題的學(xué)習(xí)指導(dǎo)流程歸納如圖2所示.
教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，這有利于學(xué)生理解并掌握解題步驟，習(xí)得程序性知識.例題對計算結(jié)果再思考，將解決問題的思維過程置于一種自我監(jiān)控的過程中，這樣會讓物理思想方法浸潤其中，不僅利于學(xué)生掌握知識，而且利于學(xué)生提高自身的反省認(rèn)知水平.
2 系統(tǒng)介紹解題策略，展示操作性步驟
美國教材系統(tǒng)介紹了解題策略，解題策略被描述為一系列具體而富有操作性的步驟，并且通過例題展示給學(xué)生.在物理問題的解決過程中，物理問題的解題策略及其蘊涵的思想方法屬于認(rèn)知策略的范疇.而認(rèn)知策略是程序性知識的一類.在解決問題過程中應(yīng)考慮執(zhí)行這一程序所需的外顯規(guī)則，并練習(xí)廣泛地使用這些外顯規(guī)則，最后會高度綜合和協(xié)調(diào)地以高速、準(zhǔn)確、自動、內(nèi)隱地使用這些規(guī)則.
案例2 在上述案例1中，系統(tǒng)介紹解決此類問題的可操作性策略.
解題策略 求解有關(guān)力和運動的問題時，可以采用以下解題策略.
（1）仔細(xì)審題，作出受力分析圖.
（2）選擇研究的對象，選取一個坐標(biāo)系.
（3）確定哪些量是已知量，哪些量是未知量.
（4）畫出運動示意圖，指出加速度的方向，標(biāo)出合力的方向.
（5）利用牛頓運動定律列方程求解.
（6）驗證答案，看看它們是否合理.
案例3 一根質(zhì)量為22kg，高出地面13.3m的大樹枝下落到離地6m的屋頂上.忽略空氣阻力，求樹枝落到屋頂時的速率是多少？
解題策略 求解機(jī)械能守恒定律的題目時，可以采用以下解題策略：
（1）仔細(xì)審題，選擇研究的系統(tǒng).
（2）畫出受力分析圖.
（3）判斷系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒.
（4）寫出初末狀態(tài)的機(jī)械能的表達(dá)式.
（5）根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程求解.
（6）驗證答案.看看它們是否合理.
實踐中發(fā)現(xiàn)，這樣有利于學(xué)生在解決問題的過程中考慮執(zhí)行這些步驟.學(xué)生經(jīng)過適當(dāng)?shù)木毩?xí)后，可以把這些步驟聯(lián)結(jié)起來.再經(jīng)過一定的練習(xí)后，學(xué)生可以高度綜合和協(xié)調(diào)地使用這些步驟并遷移到解決其他問題情境中.
3 設(shè)置相似問題情境，保持例題與習(xí)題統(tǒng)一性
心理學(xué)研究表明，以命題表征的概括性命題知識向以產(chǎn)生式表征的智慧技能和認(rèn)知策略轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵條件，是規(guī)則在變化的情境中練習(xí)和運用.在知識轉(zhuǎn)化和應(yīng)用階段題型或情境的變化，將有助于學(xué)習(xí)者獲得熟?解決問題的技能.值得指出的是在概念和規(guī)則習(xí)得的最初階段，宜設(shè)置與原先學(xué)習(xí)情境相似的問題情境進(jìn)行練習(xí)，練習(xí)課題之間要保持一定的同一性.
案例4 二維空間中的庫侖定律.已知小球A所帶的電荷量為+6.0μC，小球B所帶的電荷量為-3.0μC，B球位于A球右方4.0cm處.
（1）求B球?qū)球的作用力.
（2）如果所帶電荷量為+1.5μC的第三個小球C加入該系統(tǒng)，它位于A球的正下方3.0cm處，求此時A球受到的靜電力.
相應(yīng)的習(xí)題：
（1）在例題1（即本文中的美國教材例題）中，如果B球所帶電荷量為+3.0μC.試作出示意圖，計算A球受到的靜電力.
（2）A球位于原點，所帶的電荷量為+2.0×10-6C.B球位于x軸上的+0.60m處，所帶的電荷量是-3.6×10-6C.C球位于x軸上的+0.80m處，所帶的電荷量是+4.0×10-6C.試確定作用在A球上的靜電力.
人教版教材在課后的問題與練習(xí)中也給出了相應(yīng)的習(xí)題.但是，美國教材的習(xí)題與原來的例題之間的情境更為相似，即在例題與習(xí)題之間保持了一定的同一性，這更有助于學(xué)生更好地習(xí)得解題策略.
4 從新手角度出發(fā)，幫助學(xué)生成為專家
廣義的專家是在某個領(lǐng)域或方面有專長的人，狹義的是指對某種學(xué)術(shù)、技能有特長的人.心理學(xué)研究給出了專家與新手的問題解決的特征，如表1所示.
從專家與新手的問題解決的特征的比較可以看出，美國教材更好地體現(xiàn)了專家的問題解決的特征.美國教材花費了不少筆墨對問題進(jìn)行表征，在解題策略和問題解決過程中監(jiān)控問題解決的過程.但是人教版教材的問題策略?鵲牟街琛⑺承蛟詒嘈瓷暇褪迪至俗遠(yuǎn)?化，反而不利于學(xué)生學(xué)習(xí).在例題、習(xí)題教學(xué)中，可以借鑒美國教材，注重問題解決的過程，重視問題的表征，引導(dǎo)學(xué)生分析、歸納、總結(jié)解題策略，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我監(jiān)控.
案例5 勻變速直線運動的規(guī)律及應(yīng)用
例1 有一個做勻變速直線運動的物體，它在兩段連續(xù)相等的時間內(nèi)通過的位移分別是24m和64m，連續(xù)相等的時間為4s，求質(zhì)點的初速度和加速度大小.
例2 一輛汽車在筆直的公路上做勻變速直線運動，該公路每隔15m安置一個路標(biāo)，汽車依次通過路標(biāo)ABC，汽車通過AB兩相鄰路標(biāo)用了2s，通過BC兩路標(biāo)用了3s，求汽車通過A、B、C三個路標(biāo)時的速度.
例3 一個物體做初速度不為零的勻加速直線運動，通過連續(xù)兩段長分別為x1、x2的位移所用的時間分別為t1、t2，求物體運動的加速度.
學(xué)生解答之后，學(xué)生在教師引導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)：例3更本質(zhì)，它歸納了例1和例2.之后，筆者引導(dǎo)學(xué)生從單位上對例3的計算結(jié)果：a=2（x2t1-x1t2）t1t2（t1+t2）進(jìn)行驗證，學(xué)生發(fā)現(xiàn)計算結(jié)果的單位正好就是m/s2，計算結(jié)果從單位上是合理的.這樣，可以引導(dǎo)學(xué)生對計算結(jié)果進(jìn)行監(jiān)控，有助于學(xué)生自我監(jiān)控能力的發(fā)展.接著，引導(dǎo)學(xué)生歸納此類運動學(xué)問題的解題策略.
界磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)的情況更多，其中運動的空間還可以是組合形式，如勻強(qiáng)磁場與真空組
合、勻強(qiáng)磁場、勻強(qiáng)電場組合等，這樣就引發(fā)出臨界問題、數(shù)學(xué)問題等諸多綜合性問題.
例1 一質(zhì)點在一平面內(nèi)運動，其軌跡如圖1所示.它從A點出發(fā)，以恒定速
率經(jīng)時間t到B點，圖中x軸上方的軌跡都是半徑為R的半圓，下方的都是半徑為r的半圓.
（1）求此質(zhì)點由A到B沿x軸運動的平均速度.
（2）如果此質(zhì)點帶正電，且以上運動是在一恒定（不隨時間而變）的磁場中發(fā)生的，試盡可能
詳細(xì)地論述此磁場的分布情況.不考慮重力的影響.
解析 （1）由A到B，若上、下各走了N個半圓，則其位移
Δx=N2（R―r）[JY]①
其所經(jīng)歷的時間Δt=N[SX（]π（R+r）[]v0[SX）][JY]②
所以沿x方向的平均速度為
[AKv―D]=[SX（]Δx[]Δt[SX）]=[SX（]2v0（R―r）[]π（R+r）[SX）].
（2）Ⅰ.根據(jù)運動軌跡和速度方向，可確定加速度（向心加速度），從而確定受力的方向，再根
據(jù)質(zhì)點帶正電和運動方向，按洛倫茲力的知識可斷定磁場的方向必是垂直于紙面向外.
Ⅱ.x軸以上和以下軌跡都是半圓，可知兩邊的磁場皆為勻強(qiáng)磁場.
Ⅲ.x軸以上和以下軌跡半圓的半徑不同，用B上和B下分別表示上、下的磁感應(yīng)強(qiáng)度，用
m、q和v分別表示帶電質(zhì)點的質(zhì)量、電量和速度的大小；則由洛倫茲力和牛頓定律可知，
qvB上=m[SX（]v20[]R[SX）]、
qvB下=m[SX（]v20[]r[SX）]，
由此可得[SX（]B上[]B下[SX）]=[SX（]r[]R[SX）]，即下面磁感應(yīng)強(qiáng)度是上面的[SX（]R[]r
[SX）]倍.從圓的完整性來看：完整的圓周運動和一段圓弧運動，即不完整的圓周運動.無
論何種問題，其重點均在圓心、半徑的確定上，而絕大多數(shù)的問題不是一個循環(huán)就能夠得出
結(jié)果的，需要有一個從定性到定量的過程.
回旋模型三步解題法.
①畫軌跡.已知軌跡上的兩點位置及其中一點的速度方向；已知軌跡上的一點位置及其
速度方向和另外一條速度方向線.
②找聯(lián)系.速度與軌道半徑相聯(lián)系，往往構(gòu)成一個直角三角形，可用幾何知識（勾股定
理或用三角函數(shù)），或已知角度與圓心角的聯(lián)系.常用的結(jié)論是“一個角兩邊分別與另一個
角的兩個邊垂直，兩角相等或互余”；時間與周期相聯(lián)系，t=[SX（]θ[]2π[SX）]T；
③利用帶電粒子只受洛倫茲力時的半徑及周期公式間的聯(lián)系.
例2 如圖2所示，一束波長為λ的強(qiáng)光射在金屬板P的A處發(fā)生了光電效應(yīng)，
能從A處向各個
方向逸出不同速率的光電子.金屬板P的左側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度為B，面
積足夠大，在A點上方L處有一涂熒光材料的金屬條Q，并與P垂直.現(xiàn)光束射到A處，金屬條Q
受到光電子的沖擊而發(fā)出熒光的部分集中在CD間，且CD=L，光電子質(zhì)量為m，電量為e，光速
為c.
（1）金屬板P逸出光電子后帶什么電？
（2）計算P板金屬發(fā)生光電效應(yīng)的逸出功W.
（3）從D點飛出的光電子中，在磁場中飛行的最短時間是多少？
解析 （1）由電荷守恒定律得知P帶正電.
（2）所有光電子中半徑的最大值R=[SX（][KF（]2[KF）]L[]2[SX）]，
evB=[SX（]mv2[]R[SX）]，
所以Ekm=[SX（]L2B2e2[]4m[SX）]，
逸出功W=[SX（]hc[]λ[SX）]=[SX（]L2B2e2[]4m[SX）].
（3）以最大半徑運動并經(jīng)D點的電子轉(zhuǎn)過圓心角最小，運動時間最短
θ=[SX（]π[]2[SX）]，[SX（]t[]T[SX）]=[SX（]θ[]2π[SX）]，
且T=[SX（]2πm[]eB[SX）]，所以t=[SX（]πm[]2eB[SX）].
從以上例題中可知：洛倫茲力永遠(yuǎn)與速度垂直、不做功；重力、電場力做的功與路徑無
關(guān)，只由初末位置決定，當(dāng)重力、電場力做功不為零時，粒子動能變化.因而洛倫茲力也隨
速率的變化而變化，洛倫茲力的變化導(dǎo)致了所受合外力變化，從而引起加速度變化，使粒子
