摘 要：在電磁感應(yīng)的學(xué)習(xí)中，對于描述的兩個(gè)量之間的關(guān)系，不僅可以由公式來進(jìn)行表示，還可以用圖像或者語言描述來解答電磁感應(yīng)問題，利用圖像的描述來解決電磁感應(yīng)方面的問題也被稱為圖像法。在本文中，筆者從電磁感應(yīng)中圖像問題的歸類分析談起，對圖像法在處理電磁感應(yīng)問題方面的優(yōu)勢進(jìn)行研究，對培養(yǎng)學(xué)生的作用進(jìn)行分析，希望可以給從事這方面教學(xué)的教師一些參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：圖像法 電磁感應(yīng) 歸類分析 優(yōu)勢 作用

中圖分類號(hào)：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（c）-0248-02

隨著新課改的實(shí)施，對學(xué)生進(jìn)行綜合素質(zhì)教育成為教育中的重點(diǎn)問題，尤其是在最近幾年的高考理科大綜合學(xué)科考試中，有關(guān)圖像和圖形的變換試題是一個(gè)熱門的出題方向，這種題型可以檢測學(xué)生對所學(xué)知識(shí)運(yùn)用的靈活性，同時(shí)也可以檢測學(xué)生的應(yīng)變能力。物理學(xué)科本身就是一門更深層次的科學(xué)素養(yǎng)學(xué)科，從實(shí)驗(yàn)科學(xué)、物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)中去收集、處理數(shù)據(jù)。本文將對圖像法在處理電磁感應(yīng)問題方面的優(yōu)勢進(jìn)行研究，對培養(yǎng)學(xué)生的作用進(jìn)行分析。

1 圖像法處理電磁感應(yīng)問題的歸類分析

1.1 利用圖像選擇或?qū)φ仗幚黼姶鸥袘?yīng)問題

在電磁感應(yīng)試題中，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)多個(gè)圖像，需要學(xué)生去分析、判斷，對待這樣的問題，可以采用圖像選擇排除法，逐個(gè)分析圖像圖像，將錯(cuò)誤的圖像一一排除，最終選擇確的圖像來解決這個(gè)電磁感應(yīng)問題；還可以采用將圖像進(jìn)行對照的方式，按照題目要求，在對照后獲得一個(gè)正確的電磁感應(yīng)圖像。解決這樣的問題，關(guān)鍵是做好圖像分析功能，分析有關(guān)電磁感應(yīng)的物理過程或?qū)﹄姶鸥袘?yīng)狀態(tài)的變化特點(diǎn)進(jìn)行掌握等。

1.2 利用圖像轉(zhuǎn)換解決電磁感應(yīng)問題

在進(jìn)行圖像轉(zhuǎn)換過程中，必須先找出已知的電磁感應(yīng)規(guī)律或電磁感應(yīng)過程的圖像，并使用正確的讀取方法對圖像進(jìn)行提取，利用圖像間的關(guān)聯(lián)關(guān)系就行已知圖像的圖像轉(zhuǎn)換。

1.3 利用圖像分析解決電磁感應(yīng)問題

使用定性分析，可以使電磁感應(yīng)原理清晰的在物理圖像中得到顯示，以水平軸和垂直軸代表電磁感應(yīng)的量，通過物理概念、公式、定理和定律對電磁感應(yīng)圖像的物理意義作出準(zhǔn)確的分析和判斷；對于定量的電磁感應(yīng)圖像以及圖像之間的關(guān)系，要以搞清電磁感應(yīng)量和物理量的函數(shù)關(guān)系為主要目的，并注意電磁感應(yīng)量的單位轉(zhuǎn)換，要認(rèn)真挖掘圖像中的隱含條件，明確的圖表區(qū)域，對圖像在某位置的斜率（或絕對值）在垂直軸和水平軸截距線所示的位置進(jìn)行標(biāo)示，對圖像的物理意義進(jìn)行描述。

1.4 利用圖像應(yīng)用解決電磁感應(yīng)問題

利用圖像的應(yīng)用方法來解決電磁感應(yīng)問題主要是根據(jù)題意的輸出之間的關(guān)系來確定電磁感應(yīng)的物理量，利用視覺圖像的抽象表示，對簡單的電磁感應(yīng)過程之間的幾何關(guān)系進(jìn)行理解，并利用圖像去分析和解決電磁感應(yīng)的問題。

2 圖像法在處理電磁感應(yīng)問題方面的優(yōu)勢

2.1 可運(yùn)用圖像直接解題

例題分析：一對平行光滑軌道被放置在一個(gè)水平面上，兩軌道間距l(xiāng)為0.2 m，電阻R=1.0Ω，有一導(dǎo)體棒被靜止放置在軌道上，和兩個(gè)軌道垂直，桿及軌道的電阻可以忽略不計(jì)，整個(gè)裝置周圍是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5 T均勻的磁場，磁場方向垂直軌道面向下。沿軌道桿的方向有一個(gè)外力F做勻加速運(yùn)動(dòng)，測得力F和時(shí)間t關(guān)系。求桿的質(zhì)量m和加速度a。

例題分析：導(dǎo)體桿在軌道初速度為零開始做加速直線運(yùn)動(dòng)，可以用v表示瞬時(shí)速度，t表示時(shí)間，則桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為：E=BlV=BLat，

閉合回路中的感應(yīng)電流為：，

由安培力公式和牛頓第二定律得：F-llB=ma，

得：。

在圖像上取兩點(diǎn)：（0，1）（28，4）代入解方程組得：a=10m/s2，m=0.1 kg。

2.2 圖像還可應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)

電磁感應(yīng)知識(shí)是利用抽象性、復(fù)雜性的物理規(guī)律將知識(shí)有選擇的具體表現(xiàn)出來，直接準(zhǔn)確地反映物理量之間的關(guān)系，學(xué)生可以從電磁感應(yīng)的圖像中很容易看到物理量之間關(guān)聯(lián)的關(guān)系，從而發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的特征和電磁感應(yīng)的規(guī)律。

2.3 應(yīng)用圖像可以觸發(fā)靈感，另辟蹊徑

從整體圖像，可以看到電磁感應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過程清晰顯示，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)能夠拓展更加清晰的思路，可以增加思維的廣度。電磁感應(yīng)的許多問題用其他的方法來解決是很困難的，但是用圖像法解決這個(gè)問題往往相對簡單。

3 學(xué)生應(yīng)明確的圖像法學(xué)習(xí)問題

有很多學(xué)生使用圖像來解決電磁感應(yīng)的問題，往往還更容易出錯(cuò)，究其原因，主要是因?yàn)閷D像的認(rèn)識(shí)不夠清晰。所以，想要很好的使用圖像法來來解決電磁感應(yīng)相關(guān)的問題，就必須要從根本上認(rèn)清以下幾個(gè)問題。

（1）物理圖像上的“點(diǎn)”代表什么物理狀態(tài)。對“點(diǎn)”進(jìn)行認(rèn)真的分析，尤其是對電磁感應(yīng)知識(shí)中的幾個(gè)特殊的“點(diǎn)”，要正確去理解其物理意義。這些點(diǎn)主要有截距點(diǎn)、交點(diǎn)、極值點(diǎn)、拐點(diǎn)等。

（2）對于圖像線條以及曲線、切線的斜率通常都會(huì)有一個(gè)明確的物理意義，在學(xué)習(xí)中必須要弄清楚這是什么電磁感應(yīng)，有什么含義。

（3）還要掌握圖像所表示的電磁感應(yīng)的物理量的大小值，坐標(biāo)軸所圍的區(qū)域那些數(shù)值所代表的電磁感應(yīng)量都是什么。

（4）要能將圖像的形狀結(jié)合其斜率找出其中隱藏的物理意義。

4 圖像法對培養(yǎng)學(xué)生的作用

4.1 使學(xué)生在解題能力上得到提高

高中物理在知識(shí)具有更深的深度，電磁感應(yīng)相關(guān)知識(shí)就具有代表性。在進(jìn)行學(xué)習(xí)的時(shí)候，有的學(xué)生能理解教師的分析，但是一旦題目發(fā)生變化，學(xué)生處理起來就有些難度。最主要的原因是學(xué)生沒有真正理解題意，對如何進(jìn)行解題的方法掌握的不足，缺乏對電磁感應(yīng)相關(guān)知識(shí)的類比及知識(shí)的轉(zhuǎn)化。這就使學(xué)生在學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)知識(shí)的時(shí)候，不能找到正確的解題方式去解題，老師也不能找到比較合理的解題方式傳授給學(xué)生。更重要的是，通過對同類型的電磁感應(yīng)試題解答，學(xué)生不懂得從相似的題目中找到共同點(diǎn)，去使用同樣的方法解答。而圖像法在電磁感應(yīng)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，可以使學(xué)生在解題能力上得到提高。

4.2 激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的綜合能力

圖像法的學(xué)習(xí)是對電磁感應(yīng)知識(shí)實(shí)施的具體和抽象的組合。利用電磁感應(yīng)知識(shí)描述的物理過程動(dòng)態(tài)改變形象，使得在學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)知識(shí)時(shí)更直觀、更清晰的描述電磁感應(yīng)發(fā)生的物理過程，學(xué)生可以更容易理解電磁感應(yīng)的視覺印象，可以使學(xué)生對電磁感應(yīng)的性質(zhì)和物理概念做更多的深入討論，利用圖象法使得電磁感應(yīng)知識(shí)圖像清晰簡化，可以清晰的分析電磁感應(yīng)的問題。通過圖像法的學(xué)習(xí)，在學(xué)生充分掌握知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步拓展了學(xué)生對電磁感應(yīng)知識(shí)的理解范圍和深度，有力的將電磁感應(yīng)知識(shí)與其余的物理知識(shí)以及其他學(xué)科知識(shí)有機(jī)的結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的綜合能力。

4.3 應(yīng)用圖像法學(xué)習(xí)使學(xué)生做到了三會(huì)

（1）會(huì)識(shí)圖：認(rèn)識(shí)圖像，理解圖像的物理意義。

（2）會(huì)作圖：依據(jù)物理現(xiàn)象、物理過程、物理規(guī)律作出圖像，且能對圖像進(jìn)行變形或轉(zhuǎn)換。

（3）會(huì)用圖：能用圖像分析實(shí)驗(yàn).用圖像描述復(fù)雜的物理過程，用圖像法來解決物理問題.為進(jìn)一步增強(qiáng)對圖像的認(rèn)識(shí)，對物理知識(shí)的學(xué)習(xí)是大有幫助的。

5 結(jié)語

綜上所述，圖像法在處理電磁感應(yīng)問題方面還是具有很多優(yōu)勢的，尤其是現(xiàn)代的教育對學(xué)生能力的考察不僅僅是單一的知識(shí)掌握程度考察，而是對學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行考察，這也是近幾年高考中綜合素質(zhì)題越來越多的原因，利用圖像法培養(yǎng)學(xué)生解答電磁感應(yīng)題的能力，使學(xué)生的會(huì)識(shí)圖、會(huì)作圖、會(huì)用圖，使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到提高。

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