大学物理恒定磁场总结精选(九篇)

第1篇：大学物理恒定磁场总结范文

关键词： 大学物理 中学物理 恒定磁场 衔接

1.引言

物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、基本相互作用规律的一门自然科学，它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产实践中的许多部门，是其他自然科学和工程技术的基础。在人类追求真理、探索未知世界的过程中物理学展现了一系列科学的世界观和方法论，不仅物理学的知识对各行各业的工作起到指导作用，物理学的研究方法也被大量应用于其他学科及工程技术的各个方面，物理学在人才的科学素质培养中也具有十分重要的地位［1］。因此，以物理学为基础的大学物理课程，是高等学校理工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课（大多数高校的文科专业也开设了相应的大学物理课程），是每个科学工作者和工程技术人员，以及管理人员所必备的。

近年来，随着我国教育改革的推进，非物理类专业大学物理的教学也遇到了一些新问题，其主要表现为以下几个方面：诸如存在物理教学内容不断膨胀而学时却在减少的矛盾，大学的不断扩招与学生的学习水平的矛盾，以及当前国内的大学物理教材一些内容与中学重复太多或有明显脱节的问题，等等。要使学生更快地在中学物理的基础上理解掌握大学物理的学习内容，大学物理课程与中学物理课程的衔接就成为了目前亟待研究的问题。

2.中学物理与大学物理恒定磁场内容的比较研究

2.1中学物理恒定磁场部分的内容标准

高中物理课程标准（以下简称“新课标”）的磁场知识在选修模块选修3-1中，教材包括电场、电路和磁场。新课标在磁场部分的内容标准［2］：

（1）列举磁现象在生活、生产中的应用。了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。关注与磁相关的现代技术发展。

（2）了解磁场，知道磁感应强度和磁通量。会用磁感线描述磁场。

（3）会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。

（4）通过实验，认识安培力。会判断安培力的方向，会计算匀强磁场中安培力的大小。

（5）通过实验，认识洛仑兹力。会判断洛仑兹力的方向，会计算洛仑兹力的大小。了解电子束的磁偏转原理及其在科学技术中的应用。

2.2大学物理恒定磁场部分的内容要求。

教育部2008年颁发的“理工科类大学物理课程教学基本要求”（以下简称“要求”）中有恒定磁场部分的内容要求。

2.2.1真空中的恒定磁场

在真空中的恒定磁场中，内容要求有：恒定电流、电流密度和电动势；磁感应强度：毕奥―萨伐尔定律、磁感应强度叠加原理；恒定磁场的高斯定理和安培环路定理；洛伦兹力；安培定律。

2.2.2恒定磁场中的磁介质

在恒定磁场中的磁介质中，内容要求有：物质的磁性、顺磁质、抗磁质、铁磁质；有磁介质存在时的磁场。

2.3恒定磁场部分“新课标”和“要求”的比较

都涉及了例如磁场、磁感应强度、磁通量、安培力、洛伦兹力等磁场方面的基本概念，以及都要求会计算力的大小，只是要求要掌握的程度不同、计算方法不同；大学物理课程要求有而中学物理没有的主要是毕奥―萨伐尔定律、磁感应强度叠加原理，恒定磁场的高斯定理和安培环路定理，物质的磁性。

2.4恒定磁场部分高中物理教材和大学物理教材的比较

本文以2007年1月第2版的人民教育出版社的《物理》教材（普通高中课程标准实验教科书，以下简称高中物理教材）和2010年8月第1版的机械工业出版社出版的《大学物理》教材（以下简称大学物理教材）进行比较。

在高中物理教材的第二章中的电源、电流、电动势和电路在大学物理教材中第14章前两节中均有涉及，其中基本概念只是略微提过，研究方法和内容完全是更深层次；大学物理教材中第14章后四节的内容都是在高中物理教材的第三章磁场中的内容的基础上进行了更深入的描述，其中就包含新知识：毕奥―萨伐尔定律、磁感应强度叠加原理，恒定磁场的高斯定理和安培环路定理等；而大学物理教材的第15章的内容只是在高中物理教材中提到了一个概念：磁性。

3.大学物理和中学物理在恒定磁场部分的衔接和深入

3.1真空中的恒定磁场部分的衔接及深入

这一部分在中学和大学联系最主要的是磁感应强度这一块。在中学是用理想条件下的探究实验得出的结论：三块相同的条形磁铁并列的放在桌上，认为它们中间的磁场是均匀的，将一根直导线的水平悬挂在磁铁的两级间，导线的方向与磁场的方向垂直。保持磁场不变，改变电流强度和导线在磁场中的长度其中的任一条件，观察导线的受力情况。经过多次试验，得出安培力公式F=BIL，式中的B与电流和导线长度无关，但在不同的情况时B的值是不同的。而B正是能够表征磁场强弱的物理量――磁感应强度B=［3］，安培力是洛伦兹力的宏观变现，带电量q的粒子在均匀磁场中与磁场方向垂直以速度v运动，得出B=。方向由左手定则判定。在高等物理中，磁场对外的重要表现是磁场对引入场中的运动的试探电荷的作用。实验发现如果电荷在一点沿着与磁场方向垂直的方向运动时所受磁力最多F，而这个力正比于运动试探电荷的电荷量q，也正比于电荷运动的速度v，但比值却在这点具有确定的量值，而与运动试探电荷的qv值的大小无关。这样可引入磁感应强度（矢量B），大小可定义为B=。改点磁场的方向就是磁感应强度的方向［4］。在接下来的任一点电场强度的求解方面上就仿照静电场的方法引入了毕奥―萨伐尔定律d= （正电荷）。在关于洛伦兹力的数学表达式上，当带电粒子运动方向与磁场方向平行时受力为0；当带电粒子运动方向与磁场方向垂直时它所受的磁场力最强F，F=qvB；一般情况下带电粒子运动方向与磁场方向夹角为θ，此时F=qvBsinθ，根据右手定则确定洛伦兹力的矢量表达式为=q×（正电荷），负电荷的方向正好相反。

3.2恒定磁场中的磁介质部分的衔接及深入

关于磁性在高中物理中只是简单地提到物理被磁化后物体拥有磁性，简单地根据物体磁化的容易程度划分了顺磁质和抗磁质。在大学物理课程中，因为磁化后的介质会激发附加磁场，从而对原磁场产生变化得=+。根据相对磁导率μ的大小将磁介质分为四类：抗磁质（μ＜1），附加磁场磁感应强度与外磁场磁感应强度反向相反，磁介质内的磁场被削弱；顺磁质（μ＞1），附加磁场磁感应强度与外磁场磁感应强度反向相同，磁介质内的磁场被加强；铁磁质（μ?垌1），磁介质内的磁场被大大加强；完全抗磁体（μ=0），磁介质内的磁场等于0（如超导体）。然后根据叠加后的磁场和前面推导的公式进行不同的应用。

4.结语

通过分析大学物理教材和高中物理课程标准实验教材，我们知道，中学物理注重对知识的探究，大学物理静电场知识是在中学物理知识点的基础上，根据学生认知能力的提高，应用不同的方法，如微积分知识和矢量代数知识，把中学常用的在匀强磁场的结论推导到一般的静磁场中，并且为电磁场理论打下基础。

参考文献：

［1］教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会物理基础课程教学指导分委员会.理工科类大学物理课程教学基本要求.北京：高等教育出版社，2008.

［2］中华人民共和国教育部制定.普通高中物理课程标准（实验）.

第2篇：大学物理恒定磁场总结范文

在物理的文字表述中，有时仅仅是一个词甚至是一个字的差别，表达的意思就大相径庭。因此，需要对这些文字表述准确记忆。比如，产生滑动摩擦力的条件之一是物体间要有相对运动。在这里，“相对”是不能省略的，“相对运动”和“运动”是截然不同的两种情况。

当两个物体相互以对方作为参考系且相对各自的参考系有位置变化时，我们就说物体间有“相对运动”；而只要两个物体各自选择任意参考系并相对参考系位置变化，那么就可以说物体“运动”。例如，行驶的汽车中静坐的乘客。如果以地面为参考系，汽车和乘客都是运动的，但乘客和汽车却没有相对运动；当乘客在车厢内走动时，乘客和汽车才有相对运动。

机械能守恒定律是高中阶段几个重要的物理规律之一，高一教学中常用的机械能守恒定律的表述是：在只有重力（或弹簧弹力）做功的情形下，物体的动能和重力势能（或弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变。从表述的文字我们可以这样来理解机械能守恒定律。首先，机械能是动能、重力势能、弹性势能的总称，机械能的总量保持不变并不意味着动能、重力势能、弹性势能各自的量不变，动能、重力势能和弹性势能之间是可以相互转化的，也就是说它们各自的量可以变化。但是当动能、重力势能、弹性势能各自的量发生变化时必须是同时有增有减，并且增加的量要等于减少的量，这样才能保持机械能总量不变。要得到机械能守恒这样的结果必须要满足条件“在只有重力（或弹簧弹力）做功的情形下”。而我们很多同学在学习机械能守恒定律时会将这一条件记忆为“在只有重力（或弹簧弹力）作用的情况下”。“做功”和“作用”是两个不同的概念。所谓“只有重力（或弹簧弹力）做功”包含了三种情况：（1）只有重力（或重力和弹簧弹力）作用。如做自由落体运动、平抛运动的物体，在运动过程中只受重力作用，所以做自由落体运动、平抛运动的物体在运动过程中机械能守恒。（2）除了重力（或弹簧弹力）作用外还有其他力作用，但其他力不做功。如沿光滑斜面运动的物体、弹簧振子。沿光滑斜运动的物体受重力和斜面支持力的作用，但支持力始终与位移方向（即斜面）垂直，不做功，因此物体沿光滑斜面运动时仍是只有重力做功，机械能守恒。弹簧振子在运动过程中受重力、弹簧弹力和支持力作用，但重力和支持力均垂直位移方向，不做功。所以振子在运动过程中只有弹力做功，机械能守恒。（3）除重力（或弹簧弹力）做功外，其他力（不包括滑动摩擦力）也做功，但其他力做功的总和为零。

可见，“只有重力（或弹簧弹力）作用”只是“只有重力（或弹簧弹力）做功”的其中一种情形。如果在学习时将“作用”等同于“做功”不予区分，那么对机械能守恒定律的条件的理解就不完整，就会妨碍我们运用机械能守恒定律去解决问题。

第3篇：大学物理恒定磁场总结范文

【关键词】光速不变;单链式;定向振荡

1.引言

物理学是一门研究物质运动变化规律的科学，牛顿从宏观物体的运动变化中总结出了三大运动定律，创立了经典力学，成为物理学的开山鼻祖。麦克斯韦研究电场和磁场运动变化的规律，在前人的基础上总结出了电磁场理论。爱因斯坦研究光运动变化的规律，在麦克耳孙和莫雷的干涉实验以及光行差实验等的基础上，发现了光速不变原理，并创立了相对论。

普朗克通过研究黑体辐射中不同频率的电磁波运动变化的规律，发明了量了论，后来的物理学家们在此基础上发展出了量子力学和量子电动力学，创建并完善了标准模型理论。很多物理学家穷其一生，试图把相对论和量子理论结合起来，建立大统一理论。然而，相对论和量子理论就像一头大象的鼻子和尾巴，它们不但形象各异，而且总是各朝一方，即便免强拼凑在一起也并不是一头完整的大象。

2.相对论和量子理论的局限

爱因斯坦是在光速不变原理的基础上创立相对论的，但爱因斯坦并不能解释光速为何不变。一些相对论专家说光速不变是四维时空的一种自然表现，这种说法有点牵强。四维时空观是爱因斯坦在研究有关光速不变的实验后形成的一种观念，这些实验都只涉及到光波，至今为止，人类还没有办法把一些实物粒子，如电子、原子、分子等，加速到光速， 也就不知道这些实物粒子的速度能不能达到或超过光速。我们不能因为还没有办法把一个电子加速到光速就断定电子的速度不能达到光速，人类目前还做不到的事情并不意味着未来的人类也做不到，未来总是充满各种可能性的。既然我们还没有法办把实物粒子加速到光速，我们就无法知道光速不变原理是否适用于实物粒子，还是只适用于光子，更无法知道光速不变原理是否适用于宏观的物体。

光速不变原理提出，在每个惯性系中，真空中的光速各向同性，与光源的运动无关，也与光的频率无关。一艘在水面上静止或匀速运动的船可以作为一个惯性系，倘若这艘船 永不停息地做毫无规则可言的运动，船的速度和方向总是在不停地变化，那么，这艘船就不能作为惯性系了.在微观世界中，每一个物质粒子如电子、原子、分子等，都在永不停息地做毫无规则可言的运动，没有一个粒子相对于另一个粒子是静止或匀速运动的，只有粒子本身相对于粒子是静止的，用来描述宏观世界的惯性系在微观层次上根本就不存在。我们都知道，激发光的是电荷，吸收或反射光的也是电荷，我们之所以能够看见光，就是因为光驱动了我们视觉神经中的电荷。我们不可能选择一个电荷来做惯性参考系，而电荷激发出的光必须与另一个电荷相互作用才能被观察到。爱因斯坦从宏观的角度来研究光运动变化的规律，认为从光源激发出的光传到物体上的过程就像从大炮发射出的炮弹射到物体上的过程一样，这是错误的。光的本质是在电荷之间传播的电场力波（即电磁波）。要想弄清楚光速不变的真正原因，就必须弄清楚电场力的产生机理和传递方式。

相对论和量子理论都认为光是从光源发射出去的一种物质，就像炮弹从大炮中发射出去那样，之所以得出这样的观点，是因为相对论和量子理论的创立者们都没有认识到，一个电荷和它的电场实际上是一个独立于其它电荷和电场的具有无限延伸性的不可分割的整体。我们不可能把一个电荷从它的电场中分离出来，一个电荷无论如何运动，这个电荷的电场都不会脱离这个电荷被发射出去，一个电荷的电量是恒定不变的。从本质上来讲，一个电荷的电场是由无数与电荷有关联的物质在宇宙空间中延绵分布形成的一个具有无限广延性的不可分割的物质体系，光速不变是是电荷的电场具有无限广延性的一种表现[1]。

电荷电场的广延性与引力场的广延性类似。两个物体之间，无论距离有多远，它们都处在对方的引力场中，都受到对方的引力作用。同样地，两个电荷之间无论距离多远，它们都处在对方的电场中，都受到电场力的作用。量子理论认为，引力是质点间互相交换引力子产生的，电场力则是电荷之间互相交换光子产生的。这种观点并不正确。假设有N个质点与质点A的距离相等，质点A与这N个质点同时有引力作用，即质点A有N个引力子同时与这N个质点交换。当与质点A距离相等的质点增加到2N个时，质点A就必须拥有2N个引力子同时与这2N个质点交换。无论与质点A的距离相等的质点增加到多少个，质点A与这些质点之间都同时存在引力相互作用。以此类推，任何一个质点都同时拥有无穷多个引力子，显然，这是错误的。

电荷电场的广延性使得任何一个电荷都可以同时与无数个电荷产生电场力，假如电场力是电荷之间互相交换光子产生的，那么，每一个电荷都必须同时拥有无数个光子，显然，这是不正确的。

无论是相对论还是量子理论，都没能正确地解释电场力的产生机理。

电场力是电荷和它的电场原来的平衡状态被引入电场中的电荷打破，导致构成该电荷电场的所有物质都有以引入该电荷电场中的电荷为中心重新分布的趋势产生的一种力，是大量构成电荷本身电场的物质对电荷直接产生的力。任何一个电荷受到的电场力都是通过构成该电荷本身电场的物质来传给电荷的，而电荷的电场是随着电荷一起运动的。在没有外力的作用下，或是合外力等于零的情况下，电荷和它自身的电场总能保持步调一致的运动状态，这时，可认为电荷和它的电场是相对静止的。从宏观的角度来看，在每一个惯性系中，每一个电荷和它的电场都可以保持步调一致的运动状态，每一个电荷相对于它的电场都是静止的，这必然导致在每一个惯性系中，每一个电荷接收到的电场力波即光波在真空中的速度各向同性，即光速不变。

由上述可知，电荷电场的广延性是我们观察到的真空中的光速恒定不变的原因。

3.定向振荡电流与单链式电磁波

与引力波类似，电磁波本质上并不是从波源中发射出的一种物质，而是在电荷之间传播的电场力波。无论是电场还是磁场，或是交替变化的电磁场，都是通过电荷或电流的运动变化来表现的。麦克斯韦首次提出了位移电流的概念，并预言了电磁波的一种形式――双链式。但受到当时条件的限制，麦克斯韦没能预言出电磁波的另一种形式――单链式。只有引入“定向振荡”这个全新的物理概念才能够形象地描述单链式电磁波。在现代汉语词典中，振荡的含义有两种，一种指振动;另一种指电流的周期性变化。电流的周期性变化可分为两种，一种是电流的大小和方向都做周期性变化的，叫做双向振荡;另一种是电流的方向恒定不变，电流的大小做周期性变化的，叫做定向振荡，也称单向振荡。双向振荡电流激发出的是双链式电磁波，双链式电磁波在空间中传播时产生的位移电流都是双向振荡的位移电流，即位移电流的大小和方向都是周期性变化的。双向振荡的位移电流产生的感应磁场也是双向振荡的，即磁场的大小和方向都做周期性变化的。双链式电磁波在传播过程中遇到导体，会使导体受到一个场强大小和方向都做周期性变化的双向振荡的感应磁场的作用，产生同频率双向振荡的感应电流。

有的单向振荡电流激发出的是双链式电磁波，比如交流和恒流混合形成的单向振荡电流。有的单向振荡电流则能够激发出单链式电磁波，比如将高频交流经过特殊的整流后形成的单向振荡电流。[2]

单链式电磁波在空间中传播时产生的位移电流都是单向振荡的位移电流，即位移电流的方向恒定不变，位移电流的大小做周期性变化的。单向振荡的位移电流产生的感应磁场也都是单向振荡的，即磁场方向恒定不变，场强大小做周期性变化的。单向振荡磁场也称定向振荡磁场。

单链式电磁波在传播过程中遇到导体，会使导体受到一个磁场方向恒定不变，场强大小做周期性变化的定向振荡的感应磁场的作用，产生同频率定向振荡的感应电流。

让两列时间相差T/2（T表示定向振荡电流定向振荡的一个周期）的等幅同频率的超高频单链式电磁波经过等长的路径后叠加，便可在空间中合成超低频定向振荡的无源 的磁场。因为这种定向振荡磁场是无源的，且只能表现出单个磁极的力学效应，因此叫做磁单极量子，也称单极光子。[3]将通恒定电流的导体放置在由两列时间相差T/2的超高频单链式电磁波经过等长的路径后叠加形成的超低频定向振荡磁场中，导体就会产生大小和方向都不变的电磁力。因为这种电磁力是由空间中无源的定向振荡磁场对恒定电流产生的，可驱动引擎前进。这就是能够进行星际跃迁的光速飞船所采用的大推力量子引擎技术的原理。[4]

4.结语

相对论和量子理论是20世纪物理学取得的两项重大的成果，这两项理论的创立极大地促进了科学技术的发展和人类文明的进步。但是，相对论和量子理论即是现代物理学的两大支柱，也是横旦在人类面前的两座大山。这两座大山都高耸入云，看似不可逾越。很多人望而却步，只得拜倒在山脚下，只有少数不畏艰险的勇者敢去翻越。这些勇者有的迷失在山中，有的跌入了深渊，谁能够第一个翻越过去，谁就会成为新大陆的发现者，人类文明史也将因此翻开崭新的一页。

参考文献

[1]李昌颖.引力场与静电场的广延性与超光速原理[J].电子世界，2014.

[2]李昌颖.光分解与光振荡形式变换的探究[J].电子世界，2014.

第4篇：大学物理恒定磁场总结范文

关键词： 高中物理学 辩证法 物理定律

物理学的发展史充满着两种势力、两种观念、两种学说、两种思想的激烈斗争。物理学就是在这个斗争中迂回曲折地发展着。旧的学说、旧的思想不仅是新知识、新思想发展的动力和基础，而且是新知识、新思想发展桎梏和绊脚石。物理学正是在新旧认识的反复较量中，建立了一座座里程碑，每一个里程碑上都铭刻着物理学家的丰功伟绩。

一、从亚里士多德到伽利略――人类的认识是在肯定―否定―否定之否定中发展的

亚里士多德被称为古希腊的“百科全书”，其研究领域涉及天文、地理、数学、哲学、医学、生物、物理……中学物理中他提出两个比较典型的错误观点：一个是力是维持物体运动的原因；另一个是重的物体比轻的物体下落得快。毫无疑问，这两个错误的观点都遭到伽利略无情的批判。但往往人们只过多地看到前者的错误和后者的伟大，而忽视这其实正是人类认识科学的普遍规律。亚里士多德的学说不仅受到当时科学条件和实验条件的制约，而且代表那个时代对这两个问题认识的最高水平；伽利略的论断绝不仅仅是对亚里士多德的批判，更主要的是从前者的研究方法中“剔除糟粕，吸取精华”，拉开了近代物理学的序幕，并把正确的科学研究方法（对现象的一般观察―提出假设―运用逻辑（包括数学）得出推论―通过实验对推论进行验证―对假说进行修正和推广）留给了后人。

牛顿说：“我只是一个海滨玩耍的孩子，有幸拾到了光滑美丽的石子，真理的大海还远没有发现，我所取得成绩是因为我站在巨人的肩膀上……”“巨人”就包括伽利略、惠更斯、笛卡尔、开普勒……牛顿凭借自己的努力和数学天赋，创立力学三定律和万有引力定律，完成物理学史上的第一次大综合――天上和地上的物理规律统一起来，经典力学并以此建立起来。但牛顿力学只适用于宏观低速，对高速和微观领域就无能为力。所以，肯定―否定―否定之否定的过程就是事物发展的辩证过程，但每一次否定不仅是对肯定的简单否定，而且是在更高的层次上对事物的规律有了更深入的认识。

二、牛顿第三定律――矛盾的双方相互制约、相互依存

物理学中有些定律的表述本身就是辩证的。牛顿第三定律就是一个例子，其内容是：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上；楞次定律是另外一个例证，其表述为：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。作用力和反作用力，原电流和感应电流是相互依存，互相制约的双方。可以知道，作用力越强反作用力就越强，作用力越弱反作用力就越弱，作用力消失反作用力就消失；原电流增强，感应电流的磁场就和原磁场相反，起“阻碍”作用；原磁场减弱，感应电流的磁场就和原磁场方向相同，起“补偿”作用。辩证法告诉我们，矛盾的双方是在相互制约、相互斗争中以对立和统一的形式而存在，可见上述两个定律是和辩证法相吻合的，以辩证法的观点来理解上述定律就更加水到渠成、一目了然。

三、惯性定律、能量守恒、动量守恒――运动量不灭

能量守恒和动量守恒定律是高中物理两个重要的守恒定律。高中物理不论是力学还是电磁学都把这两个定律作为解决问题的最终突破口，其重要性不言而喻。教师在教学的过程中往往只强调结论，学生仅注重运用该结论解决问题，对两个守恒的本质原因是什么，常常一时难以解答清楚。事实上两个守恒根植于运动量不灭这一基本的辩证法原理。恩格斯对此作了精辟的论述，他说：“现在，近代自然科学必须从哲学那里采取运动不灭原理，没有这个原理，运动就不能继续存在。”

惯性定律即牛顿第一定律，其内容为：一切物体总是保持静止状态或匀速直线运动状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。这种能力是物质运动的本性，即物质运动是守恒的；运动改变原因是外加的，物体自身没有改变运动的能力，若物体由一种运动状态变为另一种运动状态，只有靠外部的作用才能实现。总之，运动不仅在量上守恒，而且在质上不灭。

四、法拉第电磁感应定律――各种运动可以转化，转化又是有条件的

十八世纪，人们一开始思考各种自然现象之间的联系。摩擦生热表明机械运动可以向热运动转化，而蒸汽机又可以实现热运动向机械运动的转化。运动包括机械运动、热运动、电磁运动、化学运动等多种形式。当时除了从事哲学研究的人如康德，也包括一些物理学家如焦耳、亥姆霍茨、奥斯特等人也坚信各种自然现象之间可相互联系和相互转化。

奥斯特电流的磁效应发现以后，就好比平静的水面投下了一个巨石，在物理学领域引起了巨大的波澜。深受康德哲学思想影响的时代骄子法拉第敏锐地认识到：如果电可以生磁，则磁一定可以生电。法拉第为此十年磨一剑，终于发现了磁生电的现象，并总结为以下五种情况：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。法拉第把磁生电的现象叫电磁感应现象，总结出现象的产生条件是一个动态变化的过程，而不是一个静态不变的过程，从中我们可以理解道尔顿“跑”失电流的原因。法拉第把自己自制的手摇发电机比喻为“新生的婴儿”，但正是这个“婴儿”最终成为巨人，并把人类带入电气时代。

五、万有引力定律、库仑定律――事物的多样性和统一性

万有引力定律的表达式：F=和库仑定律的表达式：F=其相似程度令人吃惊。事实上，十七世纪牛顿一方面是因为站在巨人的肩膀上（巨人包括伽利略、笛卡尔、开普勒……），另一方面借助自己数学天赋（自己创立的微积分）得出万有引力定律的表达式。十八世纪，随着人类研究领域的扩大，电磁学已纳入人类的视野，物理学家首先要搞清楚的是两个点电荷的作用规律。由于受到牛顿万有引力定律表达式的启发，这一时期的卡文迪许、普里斯特利都相信“平方反比”规律也适用于点电荷之间。库伦凭借自己巧妙的实验――等分电荷，并参考卡文迪许对万有引力常数的测量方法――扩大法，得出了库仑定律的表达式。实验证明结果同理论预见完全相同，再次证明了方法论的重要性。

自然界有四种基本相互作用：引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。现在物理学家已完成了电磁相互作用和弱相互作用的统一，他们相信：世界是多样的，但同时又是统一的，自然的规律在纷繁复杂的背后一定有着密切的联系。正是受该思想的指导，爱因斯坦后半生把所有的精力都投入到大统一理论当中，虽然没有取得成功，但在临终之前他还坚信未来人类一定会能完成这一工作。我们期待该工作早日完成。

六、点电荷、质点――抓主要矛盾，忽略次要矛盾

高中物理理想化模型包括：点电荷、质点、理想变压器、理想电流表和理想电压表、单摆和谐振子、理想气体和理想流体、原子的核式模型……理想化的条件模型包括：光滑平面、轻杆和轻绳、均匀介质、匀强电场、匀强磁场、均匀介质……理想化的过程模型包括：运速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、简谐运动、弹性碰撞、等温过程、等容过程和绝热过程……伽利略更是借助于理想化的斜面实验，亚里士多德的错误观点，得出了力和物体运动的正确关系。可以肯定地说，高中物理无处不涉及“理想化”的问题。

为什么引入理想化的模型、理想化的过程和理想化的条件？这是研究问题所必需的，也是科学研究问题的常用方法。必须承认，事物是纷繁复杂的，我们要通过现象研究问题的本质，得出事物运动规律性的东西，就必须要忽略事物的次要的、非主体性的特征和要素，抓住事物和问题的主要矛盾。也可以说真实的物理过程和物理研究对象是理想化过程和理想化物理模型的近似，或者说是它们的叠加和组合。因此，我们以“理性化”为工具就能得出物体运动的真实规律，形成正确的科学知识体系。

第5篇：大学物理恒定磁场总结范文

楞次定律一直是高中物理教学的难点，主要体现在以下几个方面：

1.1规律的表述很隐蔽

新课程人教版和教科版教材中楞次定律的表述为“感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”.可以看出，虽然楞次定律是感应电流方向遵循的规律，但并不是直接描述感应电流的方向.

1.2常规探究实验存在的弊端

常规教学一般是采用如图1所示的装置进行实验探究.

（1）电流方向不直观.实验时需要学生先用电源探明线圈绕向跟电流表指针偏转的关系，进行思维的转换.

（2）中途需要转化探究问题.一开始让学生从实验探究“感应电流方向与磁通量变化、原磁场方向间的关系”.在学生找不出规律的情况下，再引出感应电流的磁场这样一个“中介”，转化探究的问题.

（3）需要学生处理的信息量太大.信息加工学习理论的观点认为“人的信息加工能量是有限的，一个人在每一时刻只能加工数量有限的信息”.在这个实验中，学生需要记录四种情况下感应电流的方向、磁通量变化、原磁场方向、感应电流的磁场方向、感应电流磁场方向与原磁场方向的关系等.实验现象涉及的因素多，各种因素间的关系复杂，从中寻找规律难度大.

（4）整个探究过程难以体现学生的主动性.老师提供记录表格、启发找出“中介”、引导得出“阻碍”作用，基本上是老师在“牵”着学生走.这样的教学不利于促进学生科学思维和探究能力的发展.

1.3对“阻碍”的理解是个难点

教学中老师引导学生从探究实验得出规律，但学生在这个实验中对阻碍体会不深.所以在得出规律后，老师一般会设计一系列练习，从相对运动、磁通量变化、能量变化等角度，引导学生从不同角度理解“阻碍”的含义，加深、拓展对“阻碍”的理解.

新课程的核心理念是以人为本，以学生的发展为本，倡导老师在课堂教学中要关注学生的学习过程、关注学生的发展.物理教学基本特征理论指出“物理教学要坚持以创设问题情景为切入点，以观察实验（事实）为基础，以培养学生思维能力为核心，以提升学生探究能力为重点”.

如何进行楞次定律教学，才能既符合新课程理念，又能很好地突破难点；创设什么样的问题情景、什么样的实验环境和氛围，才利于学生进行探究、寻找规律，才能有效促进学生探究能力的发展；如何设问，才能启发学生深入思考，在获取知识的同时促进学生科学思维.

2新的思考

我们依据新课程理念、物理教学基本特征理论，做了一些大胆的创新尝试.

2.1降低实验难度，转化探究问题

学生实验设计如图2所示，直接探究感应电流产生的磁场遵循的规律.实验操作简单，现象直观明显.

2.2突出观察体会“阻碍”作用

在这个实验中，当磁铁插入或拔出线圈时，观察到的现象是线圈与磁铁发生排斥或吸引作用，此时线圈就相当于一个磁铁，用行动阻碍了相对运动、阻碍了磁通量的增大.线圈中感应电流产生的磁场表现出的这种“阻碍”作用，在进行实验探究时，就让学生观察、体会.如果学生在探究实验中就理解了“阻碍”的真实含义，那么在应用规律解释相关问题、判断感应电流的方向时，学生就能运用自如，就能自觉地用“阻碍”去分析问题.

2.3理解规律的实质

楞次定律是能量转化与守恒定律在电磁感应中的具体体现.感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.因此，为了维持原磁场磁通量的变化，就必须有外力作用，这种外力将克服感应电流的磁场的阻碍而做功，将其他形式的能转化为感应电流的电能，因此阻碍的过程就是能量转化和守恒的过程.对这一点让学生在探究实验的过程中就能有所体会.

3教学实践

教学片段呈现：

环节一创设情景，提出问题

演示实验：如图3所示，一根两端开口的细长玻璃管竖直放置，将一小磁块N极向下从管的上端开口处释放.观察到磁块很快就从管的下端出来.将玻璃管换成等长的细铝管后再做实验，观察到小磁块“慢慢悠悠”从管的下端出来，与从玻璃管中出来相比明显慢了许多.

提出问题：请同学们思考，在铝管中是什么阻碍了小磁块的运动？

学生分析：当小磁块通过铝管时，穿过铝管的磁通量发生变化，铝管中产生了感应电流，感应电流产生的磁场对小磁块施加力的作用，阻碍了小磁块的运动.

再观察：将小磁块S极向下重复以上操作，观察到的现象同上.

进一步思考：请同学们从能量守恒角度解释一下，为什么一定是阻碍作用.假如不阻碍会怎样？

引导学生分析：在铝管中下落时，如果没有阻碍作用，小磁块的机械能守恒，那么铝管中产生的感应电流的电能哪来的？如果不是阻碍而是促进运动，小磁块的机械能将增加，同时铝管中又出现了电能，增加的能量哪来的？这显然违背了能量转化与守恒定律.小磁块在下落过程中克服阻碍作用做功，将机械能转化为了电能.因此，阻碍是必然的.

提出问题：通过实验发现，磁铁运动引起的感应电流产生的磁场总是阻碍磁铁的运动.磁铁运动并不是引起感应电流的一般条件，那么感应电流产生的磁场到底具有什么样的特点和规律呢？我们需要寻找更普遍的规律.

思考：对感应电流的磁场，你想研究些什么内容？

引导学生提出探究问题：探究感应电流产生的磁场B′与磁通量的变化ΔΦ、原磁场B之间存在什么关系？遵循什么规律？

这样改进的优点：

（1）从实验创设的情景直接形成本节课要研究的问题.这个实验情景形象直观，不仅激发了学生的兴趣，复习了产生感应电流的条件，形成本节课要研究的问题，而且使学生有解决问题的期待.

（2）与传统实验相比，在探究实验前就将研究的问题进行转化，直接探究感应电流的磁场.避免让学生在找不出感应电流方向的规律之后再进行转化，克服了寻找中介的困难.

（3）学生在解释实验现象的过程中，从受力、能量角度初步感受体会了感应电流磁场的“阻碍”作用，为后续的实验探究奠定了一定基础.

环节二实验探究，总结规律

学生分组实验：实验装置为条形磁铁、细绳悬挂的轻质线圈.图示记录的实验现象、ΔΦ变化、B方向、B′方向如图4所示.

归纳总结：学生用自己的语言描述寻找的关系.教师再介绍历史上的（或更全面研究的）一些实验，最后归纳出楞次定律.

这样改进的优点：遵循简约原则，简化了实验方案，利于突破教学难点，体现在以下几个方面.

（1）实验方案简单，现象直观，便于学生操作、观察、记录.从线圈的摆动直接判断得出感应电流的磁场方向，避免了读电流，找中介的困难.如当磁铁N极向右靠近线线圈，线圈向右摆，与磁铁发生排斥，学生很容易就能根据同性相斥、异性相吸判断出线圈左端为N极.

（2）用图示简化了实验记录，比文字形象直观，便于归纳总结.降低了思维难度，学生自己就能独立得出结论.

（3）创设的探究情景单一，需要学生处理的信息量不大.虽然是简单枚举归纳，没有在更普遍、更大范围内进行实验，得到的结论是否对切割磁感线、没有相对运动的情景也适用呢？但因为楞次定律是教学中的难点，如果面面俱到，势必会增大教学的难度.既使是做了三种情景的实验，也是不完全归纳.笔者认为，何不就让学生做一种情景的实验，亲身经历探究过程，体会物理研究的方法，体会“阻碍”的含义，从而得到“感应电流的磁场阻碍磁通量的变化”，为学生理解楞次定律奠定基础.

教材中选用螺线管的四组实验得出楞次定律采用的是简单枚举归纳法，仅从这四个实验现象得出的规律是否具有普遍意义，学生会心存疑虑.这个教学设计看似也只是从磁铁铝环实验探究得到规律，但在开始探究之前，学生已经发现，电磁感应现象中存在的相同的物理内因，就是能量转化和守恒定律.在此基础上，将“阻碍相对运动”这种行为表现，转化为“阻碍磁通量的变化”这种电磁感应现象中一般表述，探究得出的结论即具有普遍意义，探究采用的是科学归纳法，展示了科学思维的严谨性.

（4）突出对阻碍的理解.在实验探究这一环节，就让学生从阻碍相对运动、阻碍磁通量的变化、遵循能量守恒等方面，去真实地体会感受、体会“阻碍”的作用，从不同角度理解“阻碍”的含义.

环节三实验验证

学生实验：如图5所示， 用发光颜色不同的二极管显示螺线管中的电流方向，用右手四指按电流方向握住螺线管，拇指指向为感应电流磁场方向，条形磁铁上标注原磁场方向，学生能直接“看到”感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系.让学生尝试能获得感应电流的多种情景，如条形磁铁运动、螺线管运动、二者相对运动，并验证感应电流的磁场和原磁场方向的关系.

此环节的目的：

（1）前面实验探究得到感应电流磁场方向与原磁场方向间的规律.但是无论是感应电流的磁场方向还是原磁场的方向都无法直接看到，通过这个实验装置，原磁场方向用磁铁上的箭头方向指示，感应电流的磁场方向通过拇指的指向指示，二者方向关系能够直观显示出来，实现实验验证这个目的.

（2）在进行验证的同时，也完成了本节课的最后一个环节，复习了感应电流方向和感应电流磁场间的关系，并最终明确了由楞次定律判断感应电流方向的方法.即教材所述：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.

4教学效果

第6篇：大学物理恒定磁场总结范文

关键词：电磁；教学方法；学科体系

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）17-0064-02

一、电磁学

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，在教学实践中，应从以下几个方面来认真分析处理教材。

1.电磁学的两种研究方式。整个电磁学的研究可以分“场”和“路”两个途径进行，这两种方式在中职教材里均有体现。只有在明确它们各自的特征及相互联系的基础上，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。场是物质与物质的相互作用的特殊方式。中职汽车电气设备构造与维修教材中的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来，组成一个关于场的系统，该系统包括中职教材电学部分的各章内容。“路”是“场”的一种特殊情况。可以这样理解，整个教材结构是以“路”为线的大骨架，其思路可理顺为：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，而“场”是电磁运动的实质，因此可以这样去定义即“场”是实质而“路”是方法。

2.教学知识规律。教材知识内容可归结为物理范畴。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。该部分内容所遵循的是电学部分的重要物理规律即库仑定律。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。在物理学范畴中，恒定电流是重要的物理规律。它的内容有欧姆定律、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”这一部分内容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”这部分内容，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。本部分以电流、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”内容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.电磁场物质属性的表现，使学生建立世界是物质的观点。电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的。大量的科学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他电荷有力的作用。运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种场――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。现在的科学实验和广泛的社会生产实践完全肯定了场的客观存在，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，磁场对其他运动的电荷（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并取得如下结论：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即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、学科体系的系统性贯穿始终，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。电场强度、电势、磁场磁感应强度是反映电、磁场具有物质性的实质性概念。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，找出两种曲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，离开了电场就无从谈起电荷的电势能了。

3.演示实验和学生实验，使得抽象的概念形象化。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。

4.培养学生运用所学知识去分析和解决问题的综合能力。学习电磁学首先要抓住场和路这两个方面，解答综合题时，首先应搞清不同的运动形式或不同的物理过程是怎样联系在一起的。一般联系渠道有两条：一是力，二是能，从而形成两条解题思路。从力的角度考虑，全面分析受力情况（三种性质的力和电磁场力）并和运动状态的改变联系起来。从能的角度来考虑，紧紧扣住能的转化和守恒定律，从而引导学生认识能的转化和守恒定律的正确性和普遍性。经过教学实践使学生明确：能量的不同形式，就是物质运动的不同形式；能量由一种形式转化为另一种形式就是物质运动由一种形式转化为另一种形式；能量不能创生也不能消灭，就是运动的不可消灭性。

三、结语

第7篇：大学物理恒定磁场总结范文

学生在练习中遇到新模型时感到陌生棘手，其思维障碍在于不善于把貌离神合的新模型与典型进行比较，去认识和把握新、旧模型物理本质上的共性，从而望题兴叹，无处下手。对此，教师应当通过组织有效的习题教学，帮助学生在形态各异的模型分析和对比中，抽象出共性，洞察共同的物理本质，从而跨越思维障碍，促进其创造性思维能力的发展，实现由知识到能力的质的飞跃。

譬如：在动量守恒定律的教学中，课本中的典型模型多是以两个相互作用的小球为例来展开讨论的，但在设计试题时，却在不改变系统物理本质——动量守恒适用的条件不变的前提下，把球魔术般地演变为各种形状的物体。请看

例1 A、B两小车质量都为m，它们静止在光滑的水平轨道上，一质量为m的人先从A车跳到B车，而后又跳到A车，来回几次手，人又跳回A车，则此时

A.A车和人的动量大小等于B车动量大小。

B.A车和人的速率小于B车速率。

C.在此过程中，两车和人的总动量守恒。

D在此过程中，两车和人的总动能守恒。

在这里，习题所提供的模型与课本提出的典型小球相比，已面目全非。但我们若把题中A车与人视为甲球，把B车视为乙球后，就不难发现，人在两车之间尽管来回几次跳来跳去使人眼花缭乱，这不过是施行障眼法，借以扰乱你的视线，干扰你的定势思维。其物理本质是：人从两车间跳来跳去仍等效于两球的相互作用，仍未跳出动量守恒定律，照样适用这一物理本质上的共性。一旦明确了这一点，学生的思维就立即变得开朗流畅，其结论显而易见：A、B、C正确。

例2 质量为m的光滑斜面静止在光滑的水平地面上，另一质量为m的滑快A以初速度V滑上斜面底端：

A.若能越过斜面,则它落地速度为V。

B.若B不能越过斜面，斜面速率小于V/2。

C.若A不能越过斜面，则它滑回到地面时速度与初速方向相反。

D.若A不能越过斜面，则它滑回到地面时，斜面速度为V。

对于此题，同样地，我们仍可以把滑块A和斜面B等效为两个质量相等的弹性球相作用，它们遵从的物理规律（动量、能量守恒）仍不变，即二者在相互作用中不断地传递着动量与动能，而系统总动量不变。由此，读者很快即能得到答案：B、D。

可以说，变式的运用几乎所有中学物理习题里都得到体现。如在电磁感应教学中，关于楞次定律的应用习题，其母式（典型模型）是以条磁铁与线圈的相互作用来展示其物理性质的。

例3 如附图，闭合金属圆物从高为h曲面顶端自由滚下，又沿另一面滚上，非匀强磁场沿水平方向，环平面与运动方向均垂直于磁场，环在运动过程中磨擦阻力不计，则：

A.环滚上的高度小于h。

B.环滚上的高度等于h。

C.运动过程中环人有感应电动势，无感应电流。

D.运动过程中环内有感应电流。

上面例中，我们看不典型模型中的磁铁与线圈了，可谓面目全非。但我们把它与典型模型加以比较，对其进行去伪（表面形状）存真（物理本质）的分析，就不难看出其共同的物理属性而显示出其庐山真面目。在例3圆环从曲面自由滚下又沿另一曲面滚上的过程中，同样等效于一条形磁铁一端靠近或远离线圈的情形。根据楞次定律，感应电流的磁场择引起感应电流磁场变化的阻碍作用。当它滚至最低点时的速度必小于没有磁场时的速度；而在上升中同样受到阻碍作用，因而回升高度h′必小于h（若从能的转化与守恒定律考虑，其结果的产生更简捷，即mgh=mgh′+Q，所以h>h′）故正确答案是A、D。

限于篇幅，仅举以上几例。

第8篇：大学物理恒定磁场总结范文

【关键词】物理教学；对比方式；概念；规律

【中图分类号】G633.7

1 引言

比较是一切思维和理解的基础、是确定研究对象之间共同特征和相异特性的思维过程和方法。通过对事物相同和相异的比较、发现和揭示事物的内在本质。这种比较的方法不仅广泛地运用于物理学研究之中、也经常用于物理教学之中。各种物理现象和过程、物理概念和规律都可以通过比较确定它们的共同点和差异点。如果教师认真研究教材、把握教材特点，将比较的方法以对比的方式运用在物理教学中就能促使学生思考，在对比分析中达到深化概念、活化规律、开拓思维、培养能力的目的，一般来说物理教学中常用的对比方式有如下几种。

2 对比方式

2.1 正反对比

即对具有相反特性或对立倾向的物理现象规律进行对比。例如电磁学中的左右手定则，初学的同学的认识往往是模糊的，认为凡是要确定导体运动方向就用左手定则，凡是要确定电流方向就用右手定则，如果教师能及时引导学生对这两定则所对应的物理现象进行如下对比分析：虽然两定则中的四指指向，穿入手心方向，大姆指指向都表示同类物理量方向，但运用左手定则的物理现象是由于导体中有了电流在磁场中受磁场力作用而运动，而运用右手定则的电滋现象中，是由于导体作切割磁力线运动而产生电流。从因果关系上看，前者中电流是原因，导体受力而运动是结果；后者中导体运动是原因，产生的电流是结果。可见两者的原因和结果恰好相反。

2.2 辨异对比

即将相似、相近或相关的事物进行对比。

例如图1所示的作用力反作用力与平衡的二力。

图1

它们的相同点：大小相等、方向相反，作用在一条直线上。

它们的不同点：作用力与反作用力作用在两个不同的物体上，同时产生同时消失，而平衡的二力作用在同一物体上，不一定同性质也不一定同时产生或同时消失。

2.3 求同对比

对不同的物理现象与过程进行对比分析，找出它们的共同本质和规律，确定解决问题的共同办法。例如下面三题：如图2所示。

图2

题1 图2（a）中，质量为M长为L的木块静止在光滑水平面上，一质量为m速度为ν0的子弹水平射入木块中，如果子弹所受阻力恒为f，欲使子弹不穿出木块，ν0必须满足什么条件？

题2 图2（b）中，质量为M长为L的平板小车静止在光滑水平面上，质量为m的滑块以初速ν0滑到小车上，如果滑块在小车上滑动时所受阻力恒为f，为使滑块不从小车上掉下来，ν0的最大值应为多少？

题3 图2（c）中光滑水平轨道上有两个半径为r的小球，当球心间距离大于L（L比2r大得多）时，两球之间无作用力，当两球之间距离小于或等于L时，两球之间存在着恒定斥力。设质量为m的球以速度ν0沿两球连心线向原来静止的M球运动，欲使两球不发生碰撞，ν0必须满足什么条件？

上述三题所给出的实物装置条件不同，相互作用力性质也不一样，但仔细对三题一一对比分析就会发现许多共同点：①相互作用力形式表现为推斥且恒定不变，②质量为m的物体作匀减速运动，质量为M的物体作匀加速运动，③系统动量守恒。④临界条件一样。m与M的速度相同。综合起来可以看到三题形异质同，因而解题方法和步骤完全相同，即求解题1的方法可以平移到题2和题3的求解过程中来。在习题教学中经常进行这样的对比分析，对习题进行形质归类，于异中求同，既能产生举一反三、触类旁通、提高解题速度之效果，又可培养学生分析和综合问题的能力。

2.4 相似对比

即对不同类事物进行分析综合，比较出它们的类似特点，从而为认识和解决新物理问题找到可以借鉴的类似方法。

物理量的比值定义在中专物理中随处可见如密度、压强、功率、加速度、电阻、电场强度、磁感应强度等……。在教学中大量使用物理量前后对比讲授，既有利于新概念的引入，又加深了对旧概念的认识。特别是在总复习时进行归类对比分析，还能逐步总结出这类物理量的共性，这类概念均是用其它两个或两个以上的物理量的比值来描述，它们本身又不依赖于这些相关量的大小，只存在量度关系，不存在因果关系。许多物理现象虽然其本质不同，但有着类似的变化过程和规律，如静电场与重力场、电磁振荡与单摆、分子势能与弹性势能、光波的干涉和机械波的干涉，电容器与柱形水容器，在教学中借助同学们熟悉的类似知识进行新概念和新规律的讲授，就好像带着学生故地重游一样，从旧入新，以旧带新，这样的教学一定会轻松自然，收到事半功倍之效。

2.5 顺逆对比

即对物理过程的顺逆，思维过程的顺逆，解题方法的顺逆进行对比，使学生在分析和解决问题时思维流程自由地进行顺逆回环，增强逆向思维能力。例如竖直上抛与自由落体运动，理想气体状态可逆变化，物质三态相互转化，透镜成像时物像共轭，又如物理学家奥斯特在发现“电生磁”后自然地进行逆向设想“磁生电”，麦克斯韦由“变化的磁场产生电场”逆向联想到“变化的电场产生磁场”。力的分解与合成，运动的合成与分解，凸透镜成像中物像位置互换等一些由因导果，或执果索因，由正到逆或反逆为正，正逆交替的思维方法和过程。

2.6 一般与特殊对比

物理知识常常既具有一般规律，又存在某种特殊性。通过两者对比明确特殊与一般的关系，由特殊归纳到一般，或由一般演绎到特殊使学生深刻认识到事物矛盾的普遍性或特殊性的辩证关系。例如能量转换和守恒较为一般的一般规律与各种特殊情形下的功能原理的关系如图3所示为若干个物体组成的能量系统，W表示外界对系统作功，Q表示外界给系统传热。Ek表示系统内各物体动能总和，Ep表示系统内各物体间势能总和，E内表示系统内各物体的内能总和。

3 结语

本文是在自己的物理教学过程中，总结的几种对比教学方法，在实际应用中使学生对物理概念的理解更加准确，解题更加快捷，提高了学习兴趣和学习效率，深受学生欢迎。

参考资料：

1. 张文兵.物理（通用・全一册）.北京理工大学出版社.2010

第9篇：大学物理恒定磁场总结范文

【关键词】电磁感应；动生电动势；感生电动势；无限长直线电流磁场；矩形线圈

1.前言

在物理学的发展史上，曾有相当长的时期一直未找到电与磁的联系，电现象与磁现象是被分别进行研究的，许多科学家都认为电与磁没有什么联系，直到丹麦物理学家奥斯特1820年发现电流的磁效应以后，人们才逐渐认识到自然界各种基本力是可以相互转化的，电和磁有某种内在联系，从而开始了对电磁统一性的研究.

2.法拉第电磁感应定律

对于磁通量变化与感应电动势的关系，法拉第通过实验总结出了一条非常重要的定律。假设在磁场B中有一闭合回路L，以它为边界的任一曲面记为S，规定S的法线方向与回路L的绕行方向成右手关系。设穿过S的磁通量为中，则回路中的感应电动势为：

（1）式即为法拉第电磁感应定律。其中的方向与L的绕向一致，的正方向与S的法向一致。这个定律表明导体回路中感应电动势的大小与穿过回路的磁通量对时间的变化率成正比，负号代表感应电动势的方向。设回路的电阻为R，则回路中会有电流i产生，称之为感应电流，感应电流的大小为i=/R。

3.矩形线圈在无限长直线电流磁场中的加速运动

3.1 矩形线圈在恒定电流磁场中的加速运动

如图1所示，一矩形线圈ABCD放在无限长直线电流I产生的磁场中（与I共面），初速度为，线圈边长分别为h，。现以加速度a向右运动，某一时刻t边AD距导线距离为x，分析t时刻矩形线圈内产生的感应电动势、感应电流及所受的安培力。

以下我们分别利用动生电动势的计算公式和法拉第电磁感应定律两种方法计算感应电动势。

方法一：矩形线圈做加速运动时，矩形线圈的AD和BC两条边切割磁感应线，因此产生动生电动势。t时刻线圈的速度为：

3.2 矩形线圈在交变电流磁场中的加速运动

在图5中，若无限长的直导线中产生的是交变电流I=，则周围产生的磁场将随时间而发生变化，设线圈仍以加速度a向右运动，初速度为线圈边长分别为h，。某一时刻t边AD距导线距离为x，分析t时刻矩形线圈的感应电动势、感应电流及所受的安培力。

无限长直线电流随时间变化，因此产生的磁场也随时间变化，当矩形线圈做加速运动时会产生动生电动势和感生电动势，根据磁通量的变化可求出t时刻的电动势。

4.结论

本文主要介绍了电磁感应现象及法拉第电磁感应定律，并重点对矩形线圈在无限长直线电流磁场中的加速运动情况作了深入讨论，结果表明当电流为恒定电流时，线圈中只有动生电动势产生，用法拉第电磁感应定律和用动生电动势的计算公式求得的结果一致，进而验证了法拉第电磁感应定律。而当电流为交变电流时，线圈中即产生动生电动势又产生感生电动势，这种情况只能用法拉第电磁感应定律计算总的感应电动势。

参考文献

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