时间：2023-02-12 01:37:56
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇物理电磁学，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
高中物理电磁学是重要的知识，学好电磁学知识在考试中可以获得更高的分数。电磁学中主要是包含磁场和电场知识，同时讲述了关于场和路之间的关系，在实际学习中，需要听从老师的安排和引导，深层次了解电磁学知识特点，有针对性选择学习方法，掌握物理知识。加强对其分析，结合笔者的相关学习经验，以求为其他的同学学习提供一定参考。
一、高中物理电磁学的特点
高中物理电磁学知识学习中，作为予以高度重视，作为一项重要内容，电磁学主要包含场和路，在实际学习中可以从这两个方面着手开展，在老师的帮助和引导下，挖掘电磁学的规律，有助于更好的解决电磁场问题，实现对电磁学的学习。诸如，在电磁学相关问题解答中，根据粒子不同运动情况下是力和運动联系组合，可以将电磁学的内容转变为力和运动的问题来解决，促使解题思路更为直观，充分将粒子运动情况展现出来。然后，结合牛顿定律，完成电磁学中关于力学内容的学习[1]。此外，电磁学中功和能的问题可以从能量守恒方面着手分析，设立能量方程式，这样电磁学内容解答也变得更为容易。
电磁学知识学习中，首要一点就是了解电磁学的特点和规律，将复杂问题转化为了解的力学和能量问题，便于学生整合所学知识来解决问题，提升解决问题能力。同时，电磁学学习中，对于复杂、抽象的物理问题，应该通过丰富想象力来学习电磁学知识，提升解题效率和质量。
二、高中物理电磁学内容探究
电磁运动是一种基础物质运动形式，电磁学本质包括电和磁两种。在高中物理知识学习中，学校和老师为了降低我们的学业负担，更加深层次理解和记忆电磁学知识，多数情况下是电和磁分开讲解，包括电流和静电量方面的知识。在学习关于磁知识时，主要是关于磁场、磁现象和辐射等内容整合在一起讲解。电磁学日常知识学习中，可以发现电和磁往往是同时存在的，有电的地方就肯定有磁的存在[2]。
三、高中物理电磁学的实践
知识来源于生活，最终必将回归生活。在高中物理知识学习中，由于物理知识和日常生活联系较为密切，同时也是一门研究自然规律的学科，只有提高对实验教学重视程度，才能有效整合所学的理论知识，提升学习成效，灵活运用到实际生活中[3]。
加强高中物理中的实验学习，尤其是电磁学相关实验，实践性特点较为突出。在以往的知识学习中就曾经了解到，物理知识和实际生活联系较为密切，无论是日常用电还是机械动力，均属于物理学知识，而电磁学内容同生活的密切联系，可以借此来开展学习活动，联系实际生活可以将抽象、复杂的电磁学知识精简化，加深知识的理解和记忆。同时，电磁是看不见、摸不着的，可以记住其他物质产生的现象来分析电磁学知识。也正是由于这一特性，所以在高中物理电磁学知识学习中，需要借助大量的电磁实验来学习，通过电场和磁场相互作用，通过产生的物理现象来加深对电场和磁场理解，提升学习成效。
在学习电场知识中，可以在电场中电子的加入进行加速，形成电子束，来分析相对应电场的强弱，判断电场方向。在磁场研究中，将细小的铁屑放入到磁场中，在磁场的作用下会形成有规律的排列方式，形成磁感线。物理实验学习中，电磁学是一项重要的知识，而物理实验则是学习电磁学的重要纽带，需要予以高度重视，切实提升高中物理电磁学知识学习有效性，为后续学习和发展奠定基础，有助于养成良好的学习素养。
高中物理电磁学知识学习中，经常会对一些已经发明和证实的公式和定律进行推导，在老师的讲解下，引导我们进行推导，可以进一步加深对这些公式和定理的掌握程度，便于后续解题中灵活运用。需要注意的是，在学习这些公式和定理中应该精益求精，促使内容精简化，结合以往的学习经验来组织学习活动开展。但是，在日常学习中，发现很多同学学习电磁学知识停留在表面上，对于知识缺乏深层次的理解和掌握，弄懂深层次的物理规律，灵活学习，而不是死记硬背，学习理论知识的同时，在实践操作中提升学习成效。
四、结论
综上所述，电磁学中主要是包含磁场和电场知识，同时讲述了关于场和路之间的关系，由于知识较为抽象和复杂，所以学习难度较高，这就需要养成良好的自主学习能力，可以灵活整合所学知识应用到实践中，提升实践学习成效，养成良好的学习素养，对于后续学习和发展意义深远。
（作者单位：武汉市第六中学）高正浩
参考文献
[1]李问渠.高中物理电磁学实验资源的开发与实践应用研究[J].科技尚品，2017，27（2）：226-227.
关键词：高中物理 电磁学 基本知识点
电磁学是高中物理极为重要的一部分，主要包括电场、磁场、电磁感应、恒定电流、交变电流、电磁波等等，内容庞杂，很多概念非常抽象，对学生的抽象思维能力要求较高，学生普遍反映难度很大。那么教师应该怎样引导学生学好电磁学呢？在多年的教学过程中，笔者深刻感受到重视基本知识点的教学是关键，重点应抓好以下三个方面。
一、深度挖掘电磁学基本知识点
很多重要的基本知识点，只有深度挖掘，做到深入透彻的理解，而非一知半解，才能避免在遇到实际问题时盲目地套用公式，出现错误。
比如库仑定律就是在电磁学部分遇到的第一个重要知识点，书本中是这样描述库仑定律的：真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷的电荷量的乘积成正比，与这两个电荷的距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个电荷的连线。很多学生就只注意到库仑定律中关于力的大小特点的描述，而往往忽略了这句话中隐含的重要信息，即三个适用条件：（1）“真空”，即两个电荷要处于真空中或者空气中；（2）“静止”，即两个电荷要处于静止状态；（3）“点电荷”，点电荷是一种典型的物理模型，两个电荷间的距离远大于电荷自身的大小时电荷才可以看成是点电荷，也就是说当两个带电体相距很近的时候库仑定律是不适用的。
在电磁感应部分最重要的知识点就是楞次定律，书本中是这样描述楞次定律的：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。我们不妨把引起感应电流的磁通量称为原磁通量，那么我们就可以把楞次定律简单地表述为：感应电流总是阻碍原磁通量的变化。可见楞次定律中最为关键的字眼就是“阻碍”，但是很多学生往往搞不清楚阻碍的是什么？怎么阻碍？阻碍的不是原磁通量，而是原磁通量的变化。所以我们首先要分析清楚原磁通量的方向及变化情况，然后根据阻碍关系就能分析出感应电流的磁场的方向，最后根据右手螺旋定则得出感应电流的方向。
二、注重知识点之间的联系与区别
虽然电磁学部分知识点很多，给人的感觉会很乱，但是我们仔细分析就会发现很多知识点之间还是有着一定联系的，把相关的类似的知识点放在一起分析比较，学生对知识点的印象就会更深刻，有利于学生更好地理解。
比如可以把电场和磁场的性质、电场线和磁感线的性质放在一起比较其联系与区别。电场和磁场虽然我们看不见摸不着，但都是客观存在的，电场对放入其中的电荷有力的作用，磁场对电流和运动电荷也会有力的作用，即电场和磁场都能提供力的作用。但电场线和磁感线都是为了方便描述电场和磁场而人为假想出来的，不是真实存在的，其指向都有着一定的特点，其切线均表示电场或者磁场的方向，其疏密均表示电场和磁场的强弱。区别之处在于电场线是不闭合的，磁感线是闭合的。还可以把点电荷和质点的性质放在一起比较，两者都是理想化的物理模型，现实生活中并不存在点电荷和质点，只有当满足了所需条件时，才能将现实生活中的电荷和实际物体看作是点电荷和质点。
再比如重力加速度g、电场强度E和磁感应强度B也有着很多相似之处。物体在重力场中会受到重力G=mg，在电场中会受到电场力F=Eq，在磁场中会受到磁场力（包括安培力F=BIL和洛伦兹力f=Bqv）。重力加速度g决定于物体所处的重力场、电场强度E决定于电荷所处的电场、磁感应强度B决定于电流或者电荷所处的磁场，所以我们就可以说g、E和B这三个量均只决定于场，与其他因素无关，所以我们分别用这三个量描述三种场的强弱和方向。
又如重力势能和电势能之间也有着很多相似之处。物体在重力场中具有重力势能，当物体在重力场中移动时，重力可能做功也可能不做功，类似的电荷在电场中具有电势能，当电荷在电场中移动时，电场力可能做功也可能不做功。当重力或电场力做功时就会引起重力势能和电势能的变化，力做正功势能就减少，力做负功势能就增加。故这两种能的变化均决定于相应的力做功的情况。我们还可以进一步推广到动能、机械能以及今后在热学部分将会学到的分子势能，我们会发现，所有的能的变化，都决定于相应的力做功的情况。
三、重视初中已学知识点的拓展延伸
有些知识点难度不大，但由于学生在初中时已经接触过，学生在遇到这部分知识点时就会比较大意，以为自己已经掌握了，其实是一知半解，导致遇到实际问题时错漏百出。
比如欧姆定律U=IR，初中时仅涉及纯电阻电路，即能量全部被电阻用于产生热量，即W=Q，W=UIt，Q=I2Rt，故有U=IR，故初中时在电路中欧姆定律均是适用的。但在高中物理中由于会遇到非纯电阻电路，此时欧姆定律已经不再适用，因为在非纯电阻电路中，能量不再全部被电阻用于产生热量，即W>Q，W=UIt，Q=I2Rt，故有U>IR，所以遇到电路问题时一定要看清楚是否包含电动机、电风扇等非纯电阻。
关键词：定则 左手 右手
在中学物理电磁学中，为判断电流的磁场方向、安培力的方向、洛伦兹力的方向、感应电流的方向而介绍了一系列的判断定则：如安培定则、左手定则、右手定则等。由于定则较多，而具体运用的方法又不同，所以学生在应用时常常出错。那么我们是否可以用一种新的定则来代替左、右定则呢？而且这种替代的定则既要方便，又非复杂，同时还需要含义十分明确，便于学生记忆。为此我们对电流的磁场，安培力、洛伦兹力、感应电流的物理含义反复进行讨论分析后发现，如果将安培定则进行适当的改进就能完全代替左、右手定则。我们把这一代替的定则叫“广义安培定则”。经过一段时间的试用，学生的错判率大为减少。现将这个“广义安培定则”介绍如下：
一、用“广义安培定则”判断电流磁场磁感线方向
对直线电流磁场磁感线方向判断仍采用高中物理课本上的方法，即用右手握住导线，让伸直的大拇指的指向跟电流方向—致，那么弯曲四指所指的方向就是磁感线的环绕的方向。
对环绕电流磁场的磁感线方向和通电螺线管内磁场磁感线的方向的判断，高中物理课本上虽然也是说用安培定则，但其内容即大拇指向和四指的指向都已变化。而“广义安培定则”仍采用课本上判断直线电流磁场的安培定则内容，也能方便的判断出环绕电流磁场方向和通电螺线管内磁场方向。
对环形电流，用右手握住环形导线的一部分，让大拇指仍指向电流方向，则弯曲的四指所指的方向，就是环形电流磁场的磁感线方向。
在判断通电螺线管内磁场的磁感线的方向时，我们可以把通电螺线管看成是若干个单匝的环形电流重叠所组成，因此仍能用“广义安培定则”来判断环内（即通电螺线管内）的磁感线方向、用此方法，不但可以判断通电螺线管内部的磁感线方向，还能画出通电螺线管内外磁感线的形成一系列闭合曲线，这样就可以弥补课本中只判断环形电流和通电螺线管内部的磁感线方向，而没有指出它们外部磁感线方向的不足。
二、用“广义安培定则”判断安培力的方向
由于安培力是通电导体在磁场中所受的作用力，这个力其实质是通过电流本身所形成的电流磁场与原磁场之间的相互作刚而产生的，为此，如果我们先用安培定则判断出通电导体磁感线的方向，然后与原磁场的磁感线方向进行比较，则安培力方向一定是指向这两个磁场方向相反的一侧，同样对洛伦兹力方向的判定与安培力方向的判断方法相同，只是把运动电荷看作一通电导体，正电荷的运动方向才是电流方向，用这个方法与左手定则来判断其结果是相同的。
例1 判断两通电平行导线问的相臣作用力。
两通电平行导线间的相互作用力实质是两电流间的作用力，故用安培定则分别判定他们的磁感线方向后，就可以根据它们磁感线方向的异同，直接判断他们之间的作用力是引力还是斥力，如通以同方向的电流时，用安培定则分别判断它们的磁感线方向，则两直导线之间的磁感线方向相反。外侧方向相同，所以它们之间的相互作用力都指向内侧，使它们相互靠拢而表现为引力。同理，当通以相反方向电流时，用安培定则判断出两直导体的外侧的磁感线方向相反，故它们之间的相互作用力都指向外侧，使它们分离而表现为斥力。
例2 在下图1中已知外磁场的磁感线方向和带电粒子的速度方向，试判断运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力方向？
转贴于
在图1中，带箭头的虚线表示电流方向，与运动电荷方向相同，我们将运动电荷看作通电直导线，用安培定则判断磁场磁感线方向，即运动电荷上部的磁感线方向向外，下部向里、显然，其下部磁感线与外部磁场方向相反，所以运动电荷所受的洛伦兹力的方向是指向下面。如果在图1中是负电荷，用同样的方法可以判断出运动负电荷速度上方磁感线方向与外磁场方向相反，故粒子所受洛伦兹力的方向向上。
从上述两个例子中，可以看出用“广义安培定则可以代替“左手定则”来判断安培力的方向的。
三、用“广义安培定则”来判断感应电流的方向是完全
在运用“广义安培定则”时，要先让右手四指指向导体的运动方向，然后让四指弯曲90°。指向引起感应电流的磁场磁感线方向，则伸直的大拇指指向就是感应电流的方向。当然这一方法也只是适用于闭合导体的一部分在磁场中做切割磁感线运动的情况、用这种方法与用右手定则判断的结果是相同的。
例3 判定闭合导体的一部分在磁场中做切割磁感线运动时的感应电流的方向，已知外磁场方向和导体截面运动方向如右图所示。
［关键词］电磁学；师范类；教学改革；物理学专业
电磁学是高等师范院校物理教育专业的一门重要的专业基础课，它不仅是经典物理的重要部分，而且与近代自然科学、技术科学的许多领域有着密切的关系，成为理、工、农、医及师范院校不可缺少的必修课程之一。该课程是许多后续课程，诸如电工学、电动力学、电路分析、光学以及量子力学等的先修课程，同时也是与中学物理教学联系非常紧密的一门课程。通过对电磁学课程的学习，一方面可以使学生全面掌握物质电磁运动的基本概念和基本规律，培养学生分析、处理和研究与电磁学相关问题的能力和素养；另一方面可为后续课程提供许多重要的基本概念、基本规律及研究方法，对学生物理素养的形成以及综合素质的提高至关重要。
一、电磁学课程教学中出现的问题
（一）大学物理与中学物理以及后续物理学课程教学
内容未能很好地接轨电磁学课程教学有时会出现教学内容过度重复，而有时又会出现教学内容过大的跳跃、知识脱节。重复过多使学生觉得枯燥，跳跃太大使学生学习会感觉到困难，这使得学生在学习的时候很难适应。
（二）教学过程不重视理论与实际的联系
传统的电磁学教学过程只强调电磁学静态的知识理论体系结构，课堂呈现的大都是理论公式和习题，远离生活实际，造成电磁学知识的抽象和枯燥乏味，学生体会不到电磁学的重要性和现实意义。
（三）教学观念较陈旧，教学方法较传统
高等学校传统的灌输式教学模式不利于学生创造性思维能力和解决实际问题能力的培养；教学方法和教学手段落后则忽视了学生的学习主体地位，没有灵活运用多种先进的教学方法来引导学生积极思维，激发学生的强烈的求知欲望和创造欲望。
（四）成绩评定形式单一
成绩评定没有全面考核学生所学知识和综合能力。绝大多数高师院校电磁学考核都是通过期中和期末的闭卷考试完成，试卷题型也大都为考查课程主要知识点的选择题、填空题、计算题、证明题等，这种考核形式有引导学生死记硬背的倾向，缺乏对学生综合应用能力与创新能力的考核。
二、电磁学课程改革的内容
（一）教学内容改革
1.密切联系教学实际，删减与高中物理重复的知识点，把讲授的重点放在深化和提高上，为后续课程打基础，注意与后续课程的衔接和分工。比如删减欧姆定律、电路原理、交变电路等内容。
2.以“三大实验定律”为基础，以“相互作用”为线索，将“场”作为教学的核心内容。
3.教学内容上加入一些与实际生活密切相关的教学内容，比如电磁炉、复印机、范德格拉夫起电机等的工作原理；将学科前沿信息融入实际教学中，比如磁单极的相关知识和进展、地磁场的起源等。这些教学内容的改变和引入，使教学变得生动有趣，不仅激发了学生的学习兴趣，使学生较好地掌握处理电磁学问题的方法和思路，而且还能增强学生分析问题和解决问题的能力，为全面提高教学质量奠定基础。
（二）教学方法和教学手段改革
1.既要“授之以鱼”，更要“授之以渔”在课程教学中，改变传统的单纯的“注入式”的教学方法，恰当地采用多种探究启发式教学方法进行教学，比如：案例教学法、讲座式教学法、问题讨论教学法、师生互动教学法、类比教学法、辩论式教学法等，这样使得课堂教学生动活泼，课堂气氛活跃。同时通过课堂讨论、辩论、讲座等形式，提高学生参与教学的主动性，提高学生的自学能力和创新能力，培养学生的师范技能和物理素质。
2.利用多媒体技术和网络，提高教师的教学水平和教学效率将多媒体技术适度引入课堂教学，将一些电磁学过程和实验在课堂中展示出来，在课堂上展现文、图、声、像并茂的教学内容，使课程教学趣味化、直观化，激发了学生的学习兴趣，提高了教学效果；同时利用校园网开展网上教学，将电子教案、习题库、答案以及电磁学相关的前沿动态信息等教辅资料提供给学生浏览和下载，与学生进行网上答疑和学习交流。现代化教学手段的引入，可以在吸收传统教学优点的同时，又能充分发挥多媒体技术信息量大、动态感强的特长，为达到良好的教学效果创造条件。
（三）与国际接轨，积极推进双语教学
在教学中实行双语教学，通过介绍常用专业术语和物理规律外文注释或英文原文，提高学生科技外语交流能力，激发学生主动学习的兴趣；另一方面也为进一步开展电磁学双语教学奠定基础。在教学过程中指导学生查阅文献，阅读与课程内容相关的参考资料，以培养学生掌握学科最新发展动态和拓展知识、参与科研的能力。
（四）考核方法改革
课程考核是教学工作中检查教学效果、巩固学生所学知识、改进教学工作、保证教学质量和督促教学目标实现的重要手段。电磁学课程实施学习过程全程考核，主要由作业、口试、开卷考试、限制性开卷考试、专题报告以及学生出试卷等考核方式组成。作业考核是指考核学生完成作业的质量；口试是指在课堂上针对前面所学知识的运用随时进行的提问；开卷考试主要考查学生对用微元法、高斯定理以及电势和电场的关系等方法求真空中静电场强的掌握情况以及用数学求解电磁学问题的能力；限制性开卷考试是指主要考查学生对所学课程分析、总结和归纳的能力；专题报告是要求学生利用所学的知识解释实际生活中的一些电磁现象，主要考查学生利用所学知识解决实际问题的能力；学生自出试卷是指每个学生自出一套本课程的考试试卷，并解释每个题目考查的原因，主要考查学生对本课程重难点的把握情况，提高学生参与课程教学的主动性，培养学生的师范生技能。
三、总结
1.调整了电磁学课程教学内容，建立了一套完整的适合高等师范类院校物理学专业本科生培养目标的电磁学课程理论教学内容体系。选择既能满足设定教学目标，又能适应中学物理教改需要的教学内容，减少和后续专业课程的重复，同时将电磁学前沿信息以及与实际生活密切相关的教学内容融入教学中。教学内容经过这样调整后，不仅能激发学生的学习兴趣，还能使学生分析、解决问题的能力以及创新能力得到锻炼和提高，学生较好地掌握了处理电磁学问题的方法和思路，为全面提高教学质量奠定了基础。
2.电磁学课程考核实施学习过程全程考核，全面科学地评价学生的学习效果。全程考核主要由作业、口试、开卷考试、限制性开卷考试、学生出试卷以及专题报告等考核方式组成。电磁学课程考核方式从单纯注重考查学生的知识向考核学生的能力转变，比如限制性开卷考试考查了学生归纳总结的能力，专题报告考查了学生运用所学知识解决问题的能力，自出试卷则考查了学生对本课程整体知识的把握情况，考查学生从授课角度来理解该课程知识体系的能力，另外，专题报告和自出试卷也考查了师范类学生对教学技能的掌握情况。同时，电磁学课程考核方式也从“注重理论”向“注重理论联系实际”转变，专题报告不仅考查了学生运用知识解决实际问题的能力，还考查了学生对学科前沿知识、新技术、新成果、新发展的了解程度。采用这样全过程的考核方式，不仅增强了学生参与教学的主动性，还提高了学生的自学能力和创新能力，培养了学生的师范技能和物理素质。总之，科技飞速发展，人才要求不断提高，课程教学也应与时俱进，因此教学改革是课堂教学永恒的话题。师范类物理学专业是培养物理教师的摇篮，我们所培养的毕业生的智能结构、能力体系如何直接关系到我国基础教育改革的成败。因此，从适应中学物理新课改的角度出发，电磁学课程的改革应着重在教学过程中构建有利于提高学生综合素质和创新意识的课程教学体系，在教学中形成灵活的，着重培养学生分析问题、解决问题能力和创造性思维能力的教学方法，建立一套全面体现学生综合能力的考核方案，以考促教，不断提高教学效率和教学质量。只有这样才能跟上时代的步伐，培养出综合素质较高、创新意识较强的物理教师。
［参考文献］
［1］陈琳，李勇，欧永康，王应，宋谋胜.电磁学教学实践与改革研究［J］.铜仁学院学报，2016（4）：47-49.
［2］李艳华.电磁学课程考试改革探究［J］.吉林省教育学院学报，2014（9）：59-60.
［3］杨凡.《电磁学》课程教学改革探讨［J］.绵阳师范学院学报，2011（5）：133-136.
［4］颜琳，小云.电磁学课程教学改革探讨［J］.中国西部科技，2009（33）：66-68.
物理是高中学生的基础性课程，“关注学生情感，充分激发学生的主动意识和进取精神”是新课程背景下高中物理教学的必然要求。作为高中物理教师，要站在素质教育的高度，以新课程理念为指导，探究调控学生学习情感的有效策略，努力使学生的心理意识保持一种高度活跃的状态，更好地贯彻新课程实施素质教育的根本宗旨。本文谨以高中物理电磁学教学为例，谈谈学生学习情感的有效调控策略。
1 构建生动教学情境，激发学生学习情感
在决定学生学习动机和学习兴趣的诸多要素中，心理情感是推动学生主动求知的内在力量。高中物理电磁学知识有很强的概念性和抽象性，而且与学生的生活经历有一定的距离，如果教师在教学中忽视现象，忽视物理情境的建立，学生就会觉得学习起来既枯燥又难以理解，充满抵触心理。鉴于此，高中物理教师应发挥教学艺术和智慧，将电磁学内容和学生心理特点紧密结合起来，积极创设与之相对应的、富有新意的生动教学情境，使抽象性、概念性很强的物理知识衍化为生动具体、形象有趣的环境和片段呈现给学生，以情境带来的新、奇、趣吸引学生的有效注意，强化学生的思维启迪，给学生一种轻松、畅快的心理感受，激发学生主动学习的心理情感。学习“闭合电路欧姆定律”一课，不仅要让学生掌握定律内容和解析表达形式，更要让学生理解电动势与初中接触到的电压有什么本质差别，电动势、路端电压、电源内阻、电路外阻之间的内在关系。如果在教学中直接讲授，学生的学习主动情感往往不甚浓郁。于是笔者以下面的方式构建教学情境：先取出一节新的一号干电池，用多用表测量电池电压为1.5伏，将其与额定电压1.5伏的小灯泡组成闭合电路，闭合开关后请同学们观察灯的亮度――学生回答“很亮！”；然后再取出两节用过较长时间的一号干电池，串联后用多用表测量总电压为2.8伏，将这两节串联的电池替换前面的那节新电池，请学生猜想开关闭合后会出现什么情况？学生大多猜想：“小灯泡会被烧毁”或“小灯泡要比前面亮得多”；但是闭合快关后小灯泡不仅没有烧毁，反而比前面一次暗得多。与学生原来猜测结果完全相反的教学情境不仅活跃了课堂教学的氛围，而且“为什么会是这样？”的疑问有效调动了学生的非智力因素，引起了学生的好奇与思考。同学们积极投身于对相关内容的观察、联想、猜测、探究、交流之中，相对静态的教学变为全体学生在兴致盎然的状态下踊跃参与的开放式动态教学。
2 积极组织实验探索，引领学生学习情感
物理是一门以实验为基础的自然科学，实验既能培养学生动手能力和发现精神，更能够引领学生的学习情感。新课程标准指出：高中物理课程应通过物理实验培养学生根据实验目的和条件设计实验方案、选择实验方法、分析处理实验数据的能力，使学生认识猜想与假设的重要性，明确发现问题、提出问题和解决问题的深远意义。根据新课程的要求，教师在电磁学教学中要精心筛选有代表性的符合学生实际水平的验证性实验，通过对实验器材、条件和要求的重新规划，合理将其转化为探究性实验，组织学生自主设计实验方案、观察实验现象、分析实验数据、判断实验结论，充分挖掘实验的探究功能，让学生在实验中形成科学态度和乐于探究、善于发现、勤于思考的积极情感。例如：“测定电源的电动势和内电阻”是恒定电流一章的一个验证性实验，教材给出了实验所用器材和标准的实验电路，如果仅仅让学生按部就班地完成实验，显然缺乏挑战性，既不利于学生实验能力和思维能力的培养，也难以开拓学生的学习情感。于是，我们将此实验转化成探究性实验，提供的器材包括：待测干电池（电动势约1.5V，内阻约1.0Ω），电流表G（满偏电流1.5mA，内阻10Ω），电流表A（量程0～0.60A，内阻约0.10Ω），滑动变阻器R1（0～20Ω，2A），滑动变阻器R2（0～100Ω，1A），定值电阻R3=990Ω、定值电阻R4=9990Ω，开关S和导线若干。要求学生以测量准确和操作方便为前提分组自主选择实验器材，设计实验电路测定干电池的电动势和内电阻。这样的实验，没有像教材那样提供现成的电压表，滑动变阻器和定值电阻也不是唯一的，需要学生彼此启发，集思广益，引发灵感，结合已经学过的电压表改装和电流表、电压表准确测量范围等知识，分析、设计并亲自动手实验，获得实验数据，并对不同的实验方案进行比较。由于没有条框限制，学生的主观能动性得以充分发挥，在探索和发现中潜移默化地奠定了遇到问题自觉动手动脑的思想基础。
3 引导自主合作探究，发展学生学习情感
新课程突出教学中的学生主体地位，让学生掌握与新课程理念相适应的以自主、合作、探究学习为标志的新型学习方式，是营造学生积极态度、畅快心情、活跃思维和促进学生学习情感发展的行为诠释。高中物理教师要明确自己在教学中的角色定位，弘扬“以学生为中心”的教育主体观，把“改变学习方式，提升学习水平”作为调控学生学习情感的切入点，潜心引导学生就物理教学问题展开小组合作、交流、探究活动，把学习主动权交给学生。用探究打破学生内心的“平静”，激起学生思维活动的“波澜”， 推动由“带着知识走进学生”向“带着学生走进知识”的教学模式转化。力争使学生在自主合作探究中形成快乐的学习心态，在能动的探索中发现物理基本规律、把握各种影响因素的联系。从而丰富学生认知体验，培养学生积极探究的情感素质。例如在学习了“复合场”知识后，我们出示习题（如右图所示，匀强电场E的方向竖直向下，匀强磁场B的方向垂直纸面向里，让三个带有等量同种电荷的油滴M、N、P进入该区域中，M进入后能向左做匀速运动，N进入后能在竖直平面内做匀速圆周运动，P进入后能向右做匀速运动，不计空气阻力，分析三个油滴的质量关系。）引导学生自主探究其中蕴藏的各种物理量间的平衡关系，分析总结处理相关问题的思路和方法。明确的问题让学生学有目标，议有方向。通过激烈的讨论和彼此的交流，学生逐步发现了下面的等式关系：因为N能够在竖直平面内做匀速圆周运动，必有Eq=mg，可知三个油滴均带负电；由此推出对于M，有Eq+qBv=mg，对于P，有Eq-qBv=mg。从而得出mM>mN>mP的结论。这样的自主合作探究，不仅抽象概括出物理规律特点和性质，使“复合场”中等量关系的分析过程铭记于学生的脑海中，而且让学生在充分的讨论和争辩中不知不觉地学会了思考合理性，锻炼了学生思维的逻辑性与敏捷性，提高了学生学习物理的情感认同。
4 运用现代教育技术，愉悦学生学习情感
建构主义教学理论认为：人总是要借助直观的、动态的表象去理解和认识抽象的、静止的事物，这种认知方式与生俱来，且要伴随一生。对于正处于由形象思维向抽象思维过渡重要时期的高中生而言，其物理课程学习必须通过理解、感知、操作、思维等心理活动形成认知结构，这就使得借助直观形象成为发展抽象思维的便捷之路。由于高中物理电磁学的许多教学内容直观不足抽象有余，用传统的教学手段进行教学，学生的感性材料浅薄，学习起来难免觉得枯燥、不易理解。以网络多媒体为代表的现代教育技术的飞速发展与普及，给高中物理教学创设了一个广阔而灵动的平台。我们应该运用现代教育技术打破教学时空限制，使文字、声音、图片、动画等直观媒体信息交互传输，动静结合，虚实相生，声形并茂。让学生能眼见其形，耳闻其声，促使学生的认知以丰富的感性认识为基础，自然地进行深度思考。“楞次定律”是学生判断感应电流方向的基本理论指导，也是电磁学教学的重点、难点内容。学生往往因为对定律理解的不全面、不严谨，在解决实际问题中出现种种偏差。为此，我们在教学中以flash课件分步骤演示“产生感应电流磁场的变化感应电流的产生感应电流的磁场两个磁场的动态平衡关系”，在现代教育技术的辅助下展开教学。新颖、直观的视频教学资源将教学内容衍化得仿佛触手可及，使教学的诸要素及各个环节的相互联系形成相对的优化态势，学生的感性认识有本有源，内心既好奇又兴奋，兴趣和思维一下子被激活。在此基础上进行教学，学生身体内的每一个细胞都充满了愉悦的学习情感和主动的心理情绪，教师教得自如，学生学得轻松，在不知不觉中进入了知识的殿堂。
5 实施恰当激励评价，巩固学生学习情感
一、常见问题分析
1.物理概念较多、特点难记。
同学们在学习高中电磁学知识的过程中会遇到大量的概念，包括电磁感应、电阻、电压、电流、磁场和电磁波等，同学们在学习过程中极易将它们混淆，在运用时经常因概念没有界定清晰而出现失误。
2.难以掌握电磁实验本质。
电磁学实验内容、操作和分析方法对同学们的物理综合素质与动手能力要求较高，所以即使面对一些基本实验往往会出现无法熟练操作的情况，难以灵活运用理论知识。
3.无法熟练运用电磁规律。
电磁学知识看不见、摸不到，抽象性较强，有不小的难度。部分同学在学习高中电磁学规律过程中，通常采用死记硬背公式的方法，在运用时直接套用，但是针对部分规律却难以准确运用，对它们之间的联系也把握不准。
二、解决常见问题的对策
1.学习电磁学概念的解决对策。
高中电磁学知识中的概念较多，不能纯粹按照教材内容机械学习和强行记忆，而应借助老师的讲解通过独立思考内化，在学习过程中注重构建认知结构，敢于发表个人意见和看法，思维要始終处于活跃状态。在已经知道电场力的性质的相关知识，学习过两点电荷之间的作用力遵循库仑定律的情况下，同学们可以结合电场力的性质学习新概念，将电场强度放在电荷模型中讨论，将抽象的物理概念变得具体化，并借助老师的引导发现物理规律：电场力的大小和电荷量的大小存在关联，电场不能通过电场力进行描述。
2.学习电磁学实验的解决对策。
在操作实验前，应该先明确实验目的，对于一些复杂或难度较大的实验可以和其他同学一起操作完成。在实验操作中应该主动思考，积极探究事物之间的相关联系和变化特点。例如，在学习“测金属丝的电阻率”这一实验时，同学们应该明白这个实验不仅能够测量金属丝的电阻率，还可以延伸至电器阻值的测量，只需将相关的量进行等价替换，实验的分析方法和基本原理是不变的。
3.学习电磁学规律的解决对策。
以“电磁感应定律”为例，同学们在学习过程中最应关注规律的形成过程，而不是规律的理论性内容和使用条件，只有清楚了解它的出处和形成过程，才能够真正完整认识这一物理规律，在使用时才更加自信。同学们可以发现导体在磁场中向多个角度运动时，条形磁铁能够在没有通电的闭合螺线管中向下或向上运动，而且灵敏电流计的指针也发生转动，得出结论：在闭合回路中能够产生电流。此时，应进一步主动思考：为什么在闭合回路中会产生电流？需要哪些条件？在上述实验中，磁场中有导体运动可以导致闭合回路的面积有所改变，这就导致磁感应强度发生明显变化，知道磁生电需要的条件是：要有闭合回路和磁场；磁场的磁感线要穿过回路；穿过回路的磁场要发生变化等。
4.学习电磁学知识需循序渐进。
Electromagnetism
Maxwell Equations， Wave Propagation and Emission
2012，560p
Hardcover
ISBN9781848213555
T. Bécherrawy著
本书是一部关于电磁学理论及其应用的高年级本科生教材，除了介绍经典的电磁理论外，作者还增加了4个方面的高等内容：波导、相对论电磁学、电磁场中的粒子和电磁辐射。
在18世纪以前，电学和磁学是两门独立的学科，直到1819年奥斯特发现电流产生磁场和1831年法拉第发现变化磁场感应出电流之后，人们意识到电学和磁学之间具有非常紧密的联系。1873年，麦克斯韦通过一组简洁的方程组统一了电学和磁学，称之为电磁学。该理论的一个重要预言是，电磁波存在并且以光速传播。这个预言在1887年被赫兹的实验所证明。电磁感应现象的发现使得人类可以大规模发电，在19世纪中后期开启了第二次工业革命。电磁波的发现和电子学的发展，在20世纪引导了真正的电子通信革命，对经济、社会、文化和政治等方面都产生了深刻的影响。
全书共分为4部分15章：第1部分 静态电磁学，含第1-7章：1.序言；2.真空中的静电学；3.导体和电流；4.电介质；5.一些特殊技巧和近似的方法；6.真空中的磁场；7.物质中的磁学。第2部分 时变电磁学，含第8-10章：8.电磁感应；9.麦克斯韦方程组；10.电磁波。第3部分 传播效应，含第11-12章：11.反射，干涉，衍射和弥散；12.波导。第4部分 相对论、粒子和辐射，含第13-15章：13.狭义相对论和电动力学；14.带电粒子在电磁场中的运动；15.辐射； 附录：A.数学知识回顾；B.物理单位；C.物理常数。
本书作者T.Bécherrawy教授从巴黎大学和纽约Rochester大学获得理论物理学博士学位，在黎巴嫩大学、法国的Savoy大学、IUFM、Nancy大学等院校教授物理学，曾担任黎巴嫩大学物理系主任，在高能粒子物理学领域发表了多篇文章。
本书适合作为高年级本科生学习电磁场理论的教材，也给电磁场理论教学提供有益的帮助。一些带星号（*）的章节属于较有难度的内容，可以跳过而不影响内容阅读的连贯性，每章都附有丰富的习题和参考答案。
陈涛，博士生
（中国传媒大学理学院）
摘 要
介绍了一种转变前概念的教学策略。以建构主义学习理论为指导，以电磁学六个方面的含前概念的调查问卷为工具，通过对测控专业学员321名学员的问卷调查，得出学员在电磁学存在的一些典型的前概念。根据调查分析的结果，分析了前概念的成因、特点，并提出了转变前概念的教学策略。
关键词
前概念 电磁学 教学策略
Abstract A kind of teaching method is proposed. Using the constructivism as the guideline， the questionnaire with preconception of 6 parts of
electromagnetism as tools， by investigating 321 students， 21 pieces of typical preconception are got. By the results of investigation， analyzing
the traits and the reasons， some teaching method for changing the preconception is proposed.
Key words preconception
electromagnetics
teaching method
一、引言
学习者总是以已有的认知结构为基础来建构对新知识的理解[1]，在学习者己有的认知中有些是与科学概念相一致的，有些是与科学概念不一致的，我们就把这些与科学概念不一致的认知称为“前科学概念”(简称前概念)[2]。近年来，随着认知科学的不断发展，人们越来越认识到学习者头脑中的这些前概念会对学习者接受、形成和发展科学概念产生严重的阻碍作用。因此，探究学习者头脑中存在的前概念并根据学员已有的认知结构采取相应的措施进行概念转变教学，逐渐成为国内外教育心理学界研究的热点。对于军队院校的大专学员（士官）来说更是如此，他们的基础更加薄弱一些，纠正他们头脑中存在的前概念，优化其认知结构显得十分重要。
二、基本概念和研究方法
（一）基本概念。在有关概念及概念转变的文献中，研究者使用了很多不同的名词，其中比较常用的有“前概念(preconception) ”，“错误概念(misconception)”、“相异构想(alternative framework ) ”，“概念框架(conception framework )”[3]。
1、前概念。“前概念”有很多种称谓，苏联心理学家维果斯基把它称为如“孩子的概念”、“替代的概念”；前苏联“日常概念”、“自发概念”。它是指“未经专门教学，在同其他人进行日常交际和积累个人经验的过程中掌握的概念”
“教学前概念”是指“在进行教学之前学生就己持有的概念”。杜伊特(R.Duit)将其化分为错误概念和前概念两部分，同时，他认为错误概念是指“学生在以前的正式学习中形成的错误理解”，其中前概念的含义与前面相同。
2、概念框架。“概念框架”是指学生对自然现象的认识通常并不是个别的孤立的概念，而大都是能形成一种结构并且在自然中得到拓展。现有研究的结果充分地支持了这一观点，学生的概念通常并不是“模糊”观点的集合，而是非常清晰的，尽管从科学角度来看他们的认识范围十分有限。
（二）研究方法。根据研究目的及具体的研究条件，本研究以问卷调查法为主，并辅以个别访谈法对测控专业学员有关电磁学前概念进行研究。问卷中的试题为单项选择题，要求学员不仅要选出答案，而且要说明所做出选择的理由，以期获取学员产生错误推理、错误概念的原因等有用信息。
1、研究内容。由于电磁学涉及的内容较为广泛，在有限的时间内要全面细致研究是不现实的。本研究在阅读相关研究文献基础上，结合电磁学部分的教学内容和要求，具体设置了:电荷、电场线与电场之间的关系、导体的静电平衡、库仑定律、电势与场强之间的关系、真空中的GUSS定理6个方面的内容。
2、研究对象。本研究旨在探查测控专业学员在电磁学中存在的某些前概念。考虑到电磁学的教学时间、学员的具体情况以及论文的进展情况，我们选择了装备指挥技术学院士官系2006， 2007(简称06， 07)级测控专业的部分学员作为被试对象。其中，06级学员己学完电磁学课程一年，并且进行了后继学科电动力学相关部分的学习；07级学员刚刚学习电磁学中有关测试部分的内容，还未进行后继学科电动力学的学习。
3、问卷编订。参考程守沫、江之永的《普通物理学》，赵凯华、陈熙谋的《电磁学》，陈秉乾、舒幼生、胡望雨的《电磁学专题研究》、张静江的《电磁学问题一一分析与思考》，苏铁力、马德录的《电磁学基本概念学习指导》以及四川师范学院电磁学教研室的《电磁学思考题分析与解答》等材料，并参照戴维德(David )等人的电场和磁场概念理解调查问卷(the Conceptual Survey of Electricity and Magnetism)的设计模式，结合长期从事电磁学一线教学的教员的建议，编制了包含20个题目的初始调查问卷。测查题目情况具体如表1所示。主要测查学员在电磁学中存在的前概念。
表1 测查题目及内容分布
测查内容 电荷 电场线与电场关系 导体的静电平衡 库仑定律 电势与场强关系 真空中的GUSS定理
题号 1，10，17 2，7，12 4，9，13， 18 6，11，19 5，14，15，16 3，8，20
三、结果与分析
为进一步分析测控专业学员在电磁学中存在的某些前概念，我们对问卷调查结果进行了统计分析。试卷回收统计情况如表2所示。
表2 试题测试答案统计表
题号 答对率/人数 含前概念回答率/人数 放弃率/人数 题号 答对率/人数 含前概念回答率/人数 放弃率/人数
1 44.5/143 52.6/169 2.9/9 11 42.4/136 50.6/162 3.3/10
2 86.6/278 12.4/56 1.0/3 12 67.7/217 30.6/98 1.7/5
3 79.7/256 17.4/56 2.9/9 13 63.3/203 31.7/102 5.0/16
4 57.6/185 39.5/127 3.0/10 14 51.7/109 45.0/95 3.3/7
5 69.5/223 27.7/89 2.8/9 15 58.7/124 40.3/85 1.0/2
6 44.5/143 52.7/169 2.8/9 16 43.7/92 51.7/109 4.6/10
7 48.6/156 47.0/151 4.4/14 17 52.6/111 44.5/94 2.9/6
8 62.6/201 34.6/111 2.8/9 18 70.5/226 28.6/92 0.9/3
9 67.6/217 30.8/99 1.7/5 19 57.1/183 38.9/125 4.0/13
10 62.5/200 34.2/109 2.3/12 20 64.6/207 32.5/104 2.9/9
1、年级差异。统计结果中发现，对于不同年级得分率有较大差异，具体情况如图1所示。从图中我们发现随着年级的增长，学员的得分率有所提高，这说明从新课教学以及一些其他相关学科的学习，对于一部分前概念的纠正和科学概念的形成是有效的，能够在一定程度上提高学员成绩。
2、概念差异。此外对06、07级6部分测查内容得分率分别进行了统计，统计情况如图2所示。
图2 06、07级各部分测查内容平均得分率
从图2我们可以看出学员在各部分测查内容方面的平均得分也随年级的增长而提高，这也说明通过后继学科的学习能在一定程度上减少学员的前概念，提高学员的学习成绩。这说明通过新课教学可以有效的纠正学员头脑中的前概念并且能有效的帮助学员形成正确的物理概念。07和06年级之间存在明显的差异，这说明后继学科的学习纠正学员的部分前概念。其中库仑定律增幅最高，说明这部分内容存在的前概念多。而真空中的GUSS定理增幅最小，这说明这部分内容存在的前概念最小。这主要是因为库仑定律比较普遍，学员接触的较多一些，而后者学员在学习中接触的较少，所以前概念就少一些。学员具体在库仑定律方面存在的前概念如下表3所示。
表3 在库仑定律方面存在的典型前概念
序号 前概念内容
1 极小的带电物体均可看作点电荷
2 根据公式 可知r∞，E∞3 根据公式 可知r0，无意义四、教学策略
由上面的调查分析判断，电磁学教学的关键在于促进学生的概念转变，学习是否发生是依据概念发展而不是依据新信息的零星积累来判断的。要确定适当的概念转变教学策略，应当考虑以下几个因素：(1)学生原有的概念，促进概念转变的教学首先需要知道学生在概念转变中存在那些常见的问题，从而有针对性的设计教学；(2)分析在发展和转变观念的过程中对学生智力的要求，这种分析集中于学习者从现有概念向预期结果转变的过程中需要经历的智力途径的性质；(3)考虑可能用来帮助学生从现有概念向科学概念转变的各种具体教学对策。促进概念转变的关键在于营造一个有利于概念转变的教学环境，在这一环境中，新旧概念间的矛盾被突出，从而激起学生解决矛盾的愿望，并提供给学生比较充分的解释、交流的机会。根据新旧概念矛盾的激化程度不同，促进概念转变的教学策略可以分为以下两种。
一是充实。充实(Enrichment)指在现存的概念结构中概念的增加或删除，包括对前概念的区分、合并以及增加层级组织。这一途径涉及前概念的量的扩展，是一条“进化”的、连续的途径，发生在学生的原有概念结构同科学概念一致的情况下。这一策略常用的引导学生概念转变的方式有：从学生前概念的积极方面入手，以两种概念的一致点为出发点，逐步过渡到科学概念。对学生存在的错误观念，找出一个情景比较相似但较容易理解的事例，在二者之间建立类比关系，为学生从错误观念走向科学概念架起桥梁；另外，我们可以让学生先动手完成一些简单的实验，然后以试验内容和现象为素材进行讨论，澄清错误概念。
二是重建。重建(Restructuring)意味着创造新结构，这种新结构的建构是为了解释老的信息或说明新信息。这是一条“革命性”的、不连续的途径，它发生在学生的前概念与科学概念不一致或完全冲突的情况下。在这种不连续的情况下，认知冲突起关键作用。这一策略常用的引导学生概念转变的方式是通过学生对某一物理现象的解释来暴露前概念，在与进一步的物理事实的对比中引起认知冲突，从而帮助学生建立起正确的物理概念。这种教学方式使新旧概念之间的矛盾冲突表面化、集中化，对学生头脑中原有的知识结构有一个强烈的震撼，然后通过顺应重新建立新的认知结构。
5、结论
介绍了一种转变前概念的教学策略。以电磁学六个方面的含前概念的调查问卷为工具，通过对测控专业学员的问卷调查，得出学员在电磁学存在的一些典型的前概念。根据调查分析的结果，分析了前概念的成因、特点，最后得出了转变前概念的教学策略。
参考文献
1.杜军义.高中学生学习物理的相异构想初探[J].物理教师，2002;(6):1～3
【关键词】电磁学实验；课程CAI；MultiSim
1.引言
电磁学实验是物理学及相关专业开设的一门基础实验必修课程。学生通过该课程的学习，加深对电磁学概念与规律的认识，掌握物理实验的基本知识、方法和技能，培养学生良好的实验习惯，在动手实践能力和设计创新能力等方面得到训练和提高[1-2]。CAI（Computer Aided Instruction，计算机辅助教学）具有图文声并茂和信息呈现量大等优点，在教学中已获得普遍应用。在实验教学中CAI也日益受到重视。通过将Multisim等商业软件引入到电磁学实验课程CAI，使课件具备虚拟实验环境，即时演示实验过程和结果，并通过校园网共享课件方便学生预习，从而提高实验教学效率，丰富电磁学实验教学形式，提高学生实验的积极性和主动性。Multisim在模拟电子技术等课程中已有应用[3-4]，但应用Multisim于电磁学实验课CAI未有报道。本文本文以电磁学实验的典型实验为例，初步探索Multisim在电磁学实验CAI中应用。
2.Multisim软件简介
Multisim软件（原名EWB，Ele-
ctronics Workbench）是加拿大Interactive Image Technologies公司于20世纪80年代末、90年代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件。软件采用直观的图形界面创建电路，在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，可绘制电路图需要的元器件，电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取；软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据[5-6]。
3.MultiSim在电磁学实验CAI中的应用举例
3.1 LRC电路暂态过程实验
（1）RC电路电源接通与短接过程
根据基尔霍夫定律，RC电路电源接通过程中电容电量：
q=EC(1-e-t/τ) （1）
其中E为电源电动势，RC=τ，为RC电路时间常数。电容器电压为：
Uc=E(1-e-t/τ) （2）
根据基尔霍夫定律，RC电路短接过程中，若电容初始电量q0=EC时，则电容电量为：
q=ECe-t/τ （3）
电容器电压为：
Uc=Ee-t/τ （4）
根据实验要求，设置元件参数，取R=100Ω，C=1uF，信号源的频率1000Hz，幅值为5V的方波。MultiSim软件中连接的RC电源接通与短接过程电路如图1（左）所示，其中V2为方波电压源，XSC1为示波器，相应电容电压与电源电压在充放电过程中的波形如图1（右）所示。从图中可以看出，充、放电时电容器的电压不能突变，即电量不能突变，并且充电时电容电压指数增长，放电时电容电压指数下降。
（2）RL电路电源接通与短接过程
根据基尔霍夫定律，RL电路电源接通过程中电感电流为：
（5）
其中E为电源电压，L/R=τ为RL电路的时间常数。电感两端电压为：
UL=Ee-t/τ （6）
根据基尔霍夫定律，RL电路短接过程中，若电感初始电流I0=E/R时，则电感电流为：
电感电压为：
UL=-Ee-t/τ （8）
根据实验要求，设置元件参数，取R=100Ω，L=10mH，信号源的频率1000Hz，幅值为5V的方波。MultiSim软件中连接的RL电源接通与短接过程电路如图2（左）所示，其中V2为方波电压源，XSC1为示波器。相应电感电压与电源电压在充放电过程中的波形如图2（右）所示。从图中可以看出，接通与短接时电感的电压不能突变，电流不能突变，并且与电源接通时电感电压指数下降，短接时电感电压反向指数减弱。
（3）RLC串联电路暂态过程
对于RLC串联电路电源接通过程，在初始条件Uc=0，dUc/dt=0情况下，RLC串联电路可能有三种状态。设电源电动势为E，若R2
在MultiSim中连接RLC串联电路如图3所示。其中信号源为频率100Hz，幅值5V的方波。设置其他电路元件参数，可以得到RLC电路电源接通与短接过程中不同情况下电容电压变化规律。
对于R2
对于R2=4L/C，选取R=200Ω，L=10mH、C=1uF。MultiSim软件模拟RLC串联电路电源接通与短接过程电容电压变化如图5所示。从图中可以看出，电容电压在与电源接通时指数增长趋于电源电压的稳定值，而在电路短接过程中，电容电压指数衰减趋于0，表现临界阻尼状态，结果与解析结果完全相符。
对于R2＞4L/C，选取参数R=800Ω，L=10mH，C=1uF。MultiSim软件模拟电容电压变化如图6所示。从图中可以看出，电容电压在与电源接通时指数增长趋于电源电压的稳定值，而在电路短接过程中，电容电压指数衰减趋于0，但过程明显较R2=4L/C情况延长，表现过阻尼状态，结果与解析结果完全相符。
3.2 二极管的伏安特性测定实验
（1）测量二极管的正向特性
因二极管的正向导通电阻Rx很小，为减小测量误差，通常用外接法来测定二极管的正向伏安特性。连接电路如图7所示。
接通电源，使二极管正向导通。在电流变化缓慢区电压间隔取得疏一些，在变化迅速区，间隔取的疏些。以硅管为例，电压在0-0.6V区间每隔0.1V取一个点，而在0.6V-0.8V区间每隔0.05V取一个点。锗管电压在0.3V以内，每隔0.1伏取一点，以后每隔0.05伏测一点，测到80mA为止。在测量中不断选择电流档量程。使读数在该档量程1/10以上。模拟测量所得实验数据如表1所示。
（2）测量二极管的反向特性
图8所示为测量二极管的反向特性的电路图。由于二极管的反向电阻Rx较大，用内接法来测定二极管的反向伏安特性。
接通电源，使二极管反向导通。电源电压不要超过所用二极管的击穿电压，同时通过观察确定出电压的调节范围。测量从0V开始，在1—4V间每1V取一个点，直到电流变化迅速区间。在电压大于4V时，测量间隔应取小一些。模拟测量所得实验数据如表2所示。
将实验数据输入到Origin的工作表窗口中，选定实验数据，点击Plot菜单的Line+Symbol项，出现绘图Graph窗口的二极管的伏安特性曲线如图9所示。所是结果与文献结果基本相符。
4.小结
以电磁学实验的两个典型实验为例，探讨了MultiSim软件在电磁学实验教学CAI中应用的可行性。结果表明，应用MultiSim软件于电磁学实验CAI，使其具备即时演示实验过程和结果的功能，从而增强电磁学实验课堂教学效率和效果，提高学生学习积极性。
参考文献
[1]杨述武,赵立竹,沈国士.普通物理实验2:电磁学部分[M].北京:高等教育出版社,
2004,20-99.
[2]陶淑芬,李锐,晏翠琼.普通物理实验[M].北京:北京师范大学出版社,2010:60-156.
[3]钟化兰.Multisim在模拟电子技术设计性实验中应用的研究[J].华东交通大学学报,2005,22(4):88-89.
[4]孙晓艳,黄萍.基于Multisim的电子电路课堂教学[J].现代电子技术,2006,29(24):142-144.
[5]董玉冰.Multisim9在电工电子技术中的应用[M].北京:清华大学出版社,2010:3-9.
[6]朱彩莲.Multisim电子电路仿真教程[M].西安:西安电子科技大学,2007:1-3.
关键词：磁感应强度 定性分析 定量算 教学衔接
2011年全国高考理综（物理）试卷第15题考查了“磁感应强度”这一知识点。根据《2011年普通高等学校招生全国统考大纲：理综》的要求，对这部分知识内容要求掌握的程度属于第Ⅱ类，即要求对“磁感应强度”理解其确切含义及与其他知识的联系，能够叙述和解释电磁感应强度这一概念，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。本文通过定性分析和定量算题目中涉及的磁场中的四点的磁感应强度，在得出正确答案的过程中，分析大学物理电磁学知识和中学物理电磁学知识的衔接。
一、原题和参考答案
两个相互平行长直导线分别通以相反的电流I和I（如图1），且I>I,a、b、c、d是导线某一横截面所在平面上的四点，a、b、c与两导线共面，b在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直，磁感应强度可能为零的是（ ）。
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
参考答案为：c。
二、对答案的定性分析
高中教材的相关内容：电流能够产生磁场，磁感线形象描述各点的磁场方向，磁感线上每一点的切线方向和这一点的磁场方向一致，直线电流磁场的磁感线是围绕通电直导线的同心圆，直线电流的方向跟磁感线方向之间满足安培定则。磁感应强度用通电导线受到的安培力F、电流强度I和导线的长度L的比值B=F/IL来定义，磁感应强度是矢量，磁场中某点的磁感应强度的大小描述该点磁场的强弱，其方向与该点磁场的方向一致。［1］
知识的拓展：直线电流产生的磁场用磁感应强度来描述其强弱和方向，直线电流产生的磁场中某一点的磁感应强度的方向在与直线电流的方向满足安培定则的同心圆的切线上；直线电流强度越大，该直线电流产生的磁场越强，描述该磁场的磁感应强度就越大；直线电流产生的磁场中某一点到直线电流的距离越大，该点的磁感应强度越小；磁感应强度是矢量，满足矢量叠加原理，即若空间有多个电流存在，则磁场中某一点的磁感应强度应是每一个电流产生的磁场在该点的磁感应强度的矢量叠加。
答案分析：对于a点的磁感应强度是I、I分别产生的磁场在a点的磁感应强度、的矢量叠加，垂直向上、垂直向下，但I>I,且a到I的距离小于a到I的距离,因此、的矢量和不会为零；对于b点的磁感应强度是I、I分别产生的磁场在b点的磁感应强度、的矢量叠加，垂直向下、垂直向下，因此、的矢量和不会为零；对于d点的磁感应强度是I、I各自产生的磁场在d点的磁感应强度、的矢量叠加，如图2所示，由于I>I,虽然d到I、I的距离相等，但、水平方向的分量不能相互抵消，、竖直向下的两个分量和不会为零；对于c点的磁感应强度是I、I产生的磁场在c点的磁感应强度、的矢量叠加，垂直向下、垂直向上，I>I,同时c到I的距离大于c到I的距离,因此B、B的矢量和可能为零，所以答案为c。
三、定量算
高中物理教材对磁感应强度主要是定性分析，大学物理却要求从定性分析转为定量分析和算。现将该题的已知条件作定量假定，设两个相互平行长直导线为无限长，分别通以相反的电流I和I，且I=3I=I,ab=bc=bd=l,I、I分别处于ab和bc的中点，分别算a、b、c、d四点的磁感应强度。根据毕奥―萨伐尔定律，在直导线上取电流元Id，电流元Id在空间某点p（点p相对于电流元Id的位置矢量为）产生的磁感应强度的大小为dB=，其方向满足右手定则，写成矢量式为d=。整个载流导线L在点P产生的磁感应强度,等于各电流元在点P产生的磁感应强度的矢量和，即=?蘩。通过积分B=?蘩sinαdα=(cosα-cosα)对无限长载流直导线，α=0，α=π，距离导线a处的磁感应强度大小为B=，其方向满足右手定则。［2］根据磁感应强度的叠加原理，考题中a、b、c、d四点的磁感应强度应为I和I在该处产生的磁感应强度的矢量叠加，因此，a点的磁感应强度（在纸平面内取向上为正，向下为负）为：
B=-=-=
b点的磁感应强度为：
B=--=--=-
d点的磁感应强度为：
在x方向
B=×-×=×-×=•
在y方向
B=-×-×=-×-×=-•
C点的磁感应强度为：
B=-+=-+=0
通过算，c点的电磁感应强度为零。
四、启示
2011年全国高考理综（物理）试卷第15题虽然是一道选择题，却充分体现了新课程的理念，对中学物理教师的教学工作提出了更高的要求。中学物理老师讲述某一物理概念或规律，应把握教材和大纲，同时应知道这在大学教材中是如何讲的，以更高的理论高度指导中学物理教学，才能游刃有余。
参考文献：
［1］人民教育出版社物理室.全日制普通高级中学教科书（物理第二册）［M］.北京：人民教育出版社，2003：94-101.
基本物理常数是物理学中的一些普适常数，是人类在探索客观世界基本运动规律的过程中提出和确定的基本物理常量。这些常数与自然科学的各个分支有着密切的关系，在科学理论的提出和科学试验的发展中起着很重要的作用。基本物理常数包括牛顿引力常数G、真空中的光速C、普朗克常数h、基本电荷e、电子静止质量Me、阿伏伽德罗常数Na等。
物理学中许多新领域的开辟以及重大物理理论的创立，往往与相关基本物理常数的发现或准确测定密切相关。基本物理常数描绘和反映了物理世界的基本性质和特征，它们为不同领域的区分提供了定量的标准。基本物理常数的测定及其精度的不断提高，经历了漫长的历史时期，生动地反映了实验技术和测量方法的发展与更新，现在，许多基本物理常数的精度已达10-6量级，有的甚至达到10-8～10-10量级。本文限于篇幅，仅以光速C和普朗克常数h为例来说明。
光速是光波的传播速度，原与声波、水波等的传播速度类似，并不具有任何“特殊的”的地位。但细分析起来，光速也似乎确有一些特殊之处。其一是光速的数值非常大，远非其他各种波动速度所能比拟；其二是光波可以在真空中传播，而其他波动则离开了相应的弹性介质便不复存在，由此引来了关于以太（假想的弹性介质）的种种争论。
1865年麦克斯韦建立了电磁场方程组，证明了电磁波的存在，并推导出了电磁波的速度C等于电流的电磁单位与静电单位之比。1849年斐索用实验测出光在空气中的传播速度为C=3.14858108米/秒。分属光学和电磁学的不相及的两个传播速度C电磁波与C光波之间出乎意料的惊人相符，使麦克斯韦立即意识到光波就是电磁波。于是，以C为桥梁把以前认为彼此无关的光学与电磁学统一了起来。同时，由于电磁波传播依赖的是电磁场的内在联系，无需任何弹性介质，使得“以太”的存在和不存在没有什么差别，不需要强加在它身上种种性质。至此，光速C的地位陡然升高。
麦克斯韦电磁场理论揭示了电磁场运动变化的规律，统一了光学与电磁学，开创了物理学的新时代。但同时它也提出了新的更深刻的问题：麦克斯韦方程组只适用于某个特殊的惯性系还是适用于一切惯性系。如果麦克斯韦方程组只适用于某个特殊的惯性系，则不仅违背相对性原理，且该惯性系就是牛顿的绝对空间，地球相对它运动将受到以太风的吹拂，然而试图探测其影响的Michelson-Mor1ey实验却得出了否定的结果。如果麦克斯韦方程组适用于一切惯性系，则根据伽利略变换得出的经典速度合成规律，在不同惯性系中的光速应不同，甚至会出现违背因果关系的超光速现象，也难以解释。
由此可见，真空中的光速C从光波的速度上升为一切电磁波的传播速度之后，又进一步成为一切实际物体和信号速度的上限，并且在任何惯性系中C的取值都相同。C作为基本物理常数，提供了不可逾越的速度界限，从根本上否定了一切超距作用，成为相对论和新时空观的鲜明标志，同时又成为是否需要考虑相对论效应的定量判断标准。
（作者单位：河南省周口市二高）
【关键词】电磁感应 动生电动势 感生电动势
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）09-0206-02
三、动生电动势与感生电动势的关系
感生电动势与动生电动势各自产生的机理不同，二者既具有相对性，又具有独立性。在不同的参照系中，动生电动势与感生电动势具有不同的量值，且感应电动势的总值也不相同。在一些特殊的情况下，感生电动势与动生电动势不是绝对的，这种将感应电动势进行分类的方法只是相对的，通过坐标变换可以将感生电动势与动生电动势互相转换，且可将二者的量值视作相等。当然，即使要通过改变参考系实现二者的互相转换，也要满足一定的条件：首先，一个导体回路周围不仅要有感应电场，还要存在磁场；其次，当一个导体回路相对于某一参考系仅有平动，不会发生形变或转动时，可实现动生电动势与感生电动势的互换；最后，假设一个导体相对于某一参考系发生了形变或转动，但是参考系中同时具备磁场及电场，也可实现动生电动势与感生电动势的互换。在一般情况下无法通过改变参考系将动生电动势与感生电动势的界限完全消除，即在下列情况下感生电动势与动生电动势无法互换：导体周围仅有感生电场，不存在磁场；导体回路相对于某一参考系发生形变或转动，而该参考系中不存在电场，这种情况下无法实现动生电动势与感生电动势的互换。当然，还要注意一点，尽管通过变换坐标、满足一定条件后可在一定范围内实现动生电动势与感生电动势的互相转换，但是在同一个参考系中二者是互相独立的，动生电动势关联洛仑兹力，而感生电动势则关联电磁感应定律，故二者不能互相取代。
参考文献：
[1]课程教材研究所 物理课程教材研究开发中心・人教版高中物理选修3-2[M].北京：人民教育出版社，2006，15-16.
[2]刘秀华.也谈感生电动势和动生电动势的相对性[J].大学物理， 1986，（1）：13- 14.
[3]周鸿赓.谈谈感生电动势和动生电动势的相对性[J].大学物理， 1983，（5）：10.
[4]顾鸿.电动力学[M].北京：人民教育版社， 1979，（7）：248- 250.
[5]程守洙，江之永.普通物理[M].北京：高等教育出版社，2000.334- 352.
