楊立忠
教師在培養(yǎng)學(xué)生解題能力時,應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生正確理解題意,抓住問題的關(guān)鍵,靈活選擇有關(guān)概念和規(guī)律,進(jìn)行分析、解決問題的同時,還應(yīng)注重在轉(zhuǎn)變思維方式、分析解題過程的基礎(chǔ)上,加深學(xué)生對基礎(chǔ)知識的認(rèn)識和理解,使學(xué)生真正懂得所學(xué)知識的實(shí)質(zhì)。從而達(dá)到簡化解題過程,“舉一反三”,快速應(yīng)答的目的?,F(xiàn)以選修課本練習(xí)題為例加以說明。
原題:一水平放置的矩形通電線圈能繞軸轉(zhuǎn)動,當(dāng)空間加上如圖甲和圖乙所示的兩種勻強(qiáng)磁場時,線圈都能轉(zhuǎn)動起來嗎?
解:根據(jù)左手定則、力矩的概念,判定乙圖中的線圈能轉(zhuǎn)動起來,而甲圖中的線圈不能轉(zhuǎn)動。
如果對本題進(jìn)一步分析,可得出一條延伸規(guī)律:勻強(qiáng)磁場中的通電線圈,只要滿足線圈的轉(zhuǎn)軸與磁感線垂直的條件,如果線圈平面與磁感線平行,線圈所受安培力對轉(zhuǎn)軸的磁力矩M=BIS(其中B為線圈所在位置的磁感強(qiáng)度,I為通過線圈的電流強(qiáng)度,S為線圈的面積),線圈能轉(zhuǎn)動;如果線圈平面與磁感線垂直,則線圈所受安培力對轉(zhuǎn)軸的磁力矩為零,線圈不能轉(zhuǎn)動,且線圈的形狀、轉(zhuǎn)軸的位置對線圈的磁力矩沒有影響。把此結(jié)論應(yīng)用于通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的問題上,就會有效提高我們的解題速度和能力。
例1(全國高考題):如圖,位于xy平面的矩形通電線圈只能繞Ox軸轉(zhuǎn)動,線圈四個邊分別與x、y軸平行,線圈中電流方向如圖。當(dāng)空間加上如下所述的哪種磁場時,線圈會轉(zhuǎn)動起來?
A.方向沿x軸的恒定磁場 B.方向沿y軸的恒定磁場
C.方向沿z軸的恒定磁場 D.方向沿z軸的變化磁場
解:由題意可知,線圈位于xy平面內(nèi),且只能圍繞Ox軸轉(zhuǎn)動,由以上所得規(guī)律判定所加磁場只能沿y軸方向。故B正確。
例2(全國高考題):如圖,一細(xì)導(dǎo)桿彎成四個拐角均為直角的平面折線,其ab、cd段長度均為L1,bc段長度為L2,彎桿位于豎直平面內(nèi),Oa、dO′段由軸支撐沿水平旋轉(zhuǎn)。整個彎桿置于勻強(qiáng)磁場中,磁場方向豎直向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。今在導(dǎo)體桿中沿abcd通以大小為I的電流,此時導(dǎo)體桿受的安培力對OO′軸的力矩大小等于( )。
A.線框有兩條邊所受的安培力方向相同
B.線框有兩條邊所受的安培力的大小相同
C.線框所受安培力的合力朝左
D.cd所受安培力對ab邊力矩不為零
解:根據(jù)安培定則、左手定則判定A錯,B、C正確,再由安培定則判定MN的磁場垂直線框abcd平面,根據(jù)規(guī)律得cd邊所受安培力對ab邊力矩為零。故D錯。
從以上幾例中,我們不難看出,對一個問題的反復(fù)研究、深入分析,不但可以拓寬學(xué)生的思路,而且還可總結(jié)出一般性規(guī)律,提高解題效率,從而達(dá)到提高學(xué)生解題能力的目的。
編輯 郭曉云