谈类比法在电磁学教学中的应用

【摘要】中学物理教学中应用类比法去讲解概念、规律，求解习题及进行复习，不仅易于教学，而且可扩展学生的视野、提高分析的综合迁移能力。

【关键词】类比法 电场 磁场 叠加场 重力场

类比法，就是人们根据两个对象之间在某些方面的相同或相似，推论出它们在其他方面也可能相同或相似的一种认识事物的思维方法。 将类比法应用于中学物理教学中，则可把学生所熟悉的知识与陌生的知识相比较，为认识新事物提供线索和方向，以加强知识间的横向联系与沟通，从而达到举一反三的目的。

学生觉得物理难学，尤其是电磁学部分，更是觉得概念抽象，习题也很难理解。我们在这部分内容的教学中应用类比法去讲解概念、规律，求解习题及进行复习，不仅易于教学，而且可扩展学生的视野、提高分析的综合迁移能力。

一、电场与重力场

在讲授电势时，将电场和重力场进行类比，找出共同点――电场力和重力做功都与路径无关。为此，首先引入重力势能的概念，把一个质量为m1的物体放在高度为h的地方，它具有重力势能m1gh，把质量为m2、m3……的物体放在高度为h的地方，它们分别具有重力势能m2gh、m3gh……其势能值各不相同，但m1gh/m1=m2gh/m2=m3gh/ m3……=gh是一个恒量，我们可以把gh叫做重力势。其值只决定于重力场中的位置和零点的选择，与放入重力场中的物体的质量无关。由于学生对重力场知识了解较多，对重力势容易接受，再用类比法引入电势的概念，分析它的性质和区别于重力场的特点，这就化“抽象”为“具体”，使学生对新知识有似曾相识的亲近感，深化了教学内容。

二、叠加场与重力场

轻杆与球、轻绳与球两种模型在重力作用下在竖直平面内做完整圆周运动的条件建立后，学生在学习到带电小球在电场别是叠加场中的圆周运动问题时，往往不能透彻分析。此时，教师如能帮助学生通过等效重力场的角度去思考即将电场和重力场叠加后成为一合力的叠加场G’，则学生的思维就不存在障碍了。

例如.如右图所示，轻绳系一带正电、重G的小球悬挂在竖直向上的匀强电场中，使小球以悬点O为圆心在竖直平面内作圆周运动，则（）：

A.小球可能作匀速圆周运动B.小球只能作变速圆周运动C.小球经最低点A时，绳子拉力可能最小

D.在小球经最高点B时，绳子拉力一定最小

解析：球受重力G、向上的电场力F及绳的拉力T。将G与F合成为一等效的重力场G’后，只需分析球在重力场G’中的运动就行了。G’可能有三种情况：

①F=G，G’=0，球受绳拉力T作用而在竖直平面内做匀速圆周运动，此时T=mv2/L不变。

②F

③F>G，G’向上，转换一下思维角度，球仍作变速圆周运动，在最高点B（G’中的“最低点”），速度最大，T最大；最低点A（G’中的“最高点”），速度最小，T也最小。

故选A、C。

三、电场与磁场

电场与磁场统称电磁场，它们间存在着紧密的联系，在一定的条件下可以相互转化。在教学中若采用图表类比，知识结构、研究方法与教材的理论构思将一目了然。

如：

综上所述，类比法在物理教学中能起到解释、启发、模拟、辨析的作用，对于培养学生的科学研究能力、创新能力有着很大的帮助，能起到很好的教学效果，能够有效提高教与学的效率，但是在教学过程中也不可盲目类比，不能把类比的思想随意扩大化，类比要恰当到位，这样才能最大化地发挥类比的积极作用。