一、模型法
實(shí)際中的事物都是錯(cuò)綜復(fù)雜的,在用物理規(guī)律對(duì)實(shí)際中的事物進(jìn)行研究時(shí),常需要對(duì)它們進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化,忽略次要因素,以突出主要矛盾。用這種理想化的方法將實(shí)際中的事物進(jìn)行簡(jiǎn)化,便可得到一系列的物理模型。建立模型可以幫助人們透過現(xiàn)象,忽略次要因素,從本質(zhì)認(rèn)識(shí)和處理問題;建立模型還可以幫助人們顯示復(fù)雜事物及過程,幫助人們研究不易甚至無法直接觀察的現(xiàn)象。
例如研究磁場(chǎng)時(shí)我們就建立了一個(gè)模型──磁感線。磁體周圍存在磁場(chǎng),但磁場(chǎng)是看不見、摸不著的。正如空氣也是看不見摸不著的,但我們可以根據(jù)空氣流動(dòng)(風(fēng))所產(chǎn)生的作用來認(rèn)識(shí)它。如紅旗飄動(dòng),樹葉搖晃等.磁場(chǎng)雖然看不見、摸不著,但我們可以根據(jù)它對(duì)放入其中的磁體所產(chǎn)生的作用來感知它、認(rèn)識(shí)它。由此可知,磁場(chǎng)是客觀存在的一種物質(zhì)。為了更好地認(rèn)識(shí)磁場(chǎng),人們想到一種形象化地表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的方法──磁感線。磁感線具有以下特點(diǎn):①磁感線只是幫助我們描述磁場(chǎng)而假想的一條條曲線。磁場(chǎng)是客觀存在的,而磁感線是假想的物理模型,實(shí)際并不存在。②磁感線布滿磁體周圍整個(gè)空間,并不只在一個(gè)平面上。③磁體外部的磁感線總是由N極出發(fā)指向S極,內(nèi)部磁感線由S極指向N極。④磁感線越密的地方磁場(chǎng)越強(qiáng),越疏的地方磁場(chǎng)越弱。⑤不同磁體周圍的磁場(chǎng),磁感線的形狀不同.
例1(09福州)物理學(xué)中用光線來描述光的傳播路徑,用磁感線來描述磁場(chǎng),以下說法正確的是( 。
A.光線是真實(shí)存在的
B.磁感線是真實(shí)存在的
C.光作為一種電磁波是真實(shí)存在的
D.磁感線描述的磁場(chǎng)不是真實(shí)存在的
點(diǎn)撥:物理學(xué)中用光線來描述光的傳播路徑,用磁感線來描述磁場(chǎng),都是模型法的應(yīng)用。必須注意的是,光和磁場(chǎng)都是真實(shí)存在的,而光線和磁感線都是假想的物理模型,實(shí)際并不存在。
答案:C
二、類比法
類比在物理學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。所謂類比,實(shí)際上是一種從特殊到特殊或從一般到一般的推理。它是根據(jù)兩個(gè)對(duì)象之間在某些方面的相同或相似而推出它們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗤蛳嗨频囊环N邏輯思維。
如在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象中對(duì)“導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)”的理解,我們可以把磁場(chǎng)比作一塊麥田,磁感線比作站立的小麥秸稈,做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體比作手中的鐮刀。要切割麥秸,必須讓鐮刀與直立的麥秸成某一角度,垂直或斜著都可以切割到麥秸,但如果鐮刀在小麥的行間上下或左右運(yùn)動(dòng)時(shí),則切割不到。導(dǎo)體切割磁感線也是如此,垂直切割或斜著切割都可以,但與磁感線平行時(shí),則切割不到。鐮刀割小麥時(shí)可以讓鐮刀不動(dòng),小麥運(yùn)動(dòng);同樣讓導(dǎo)體不動(dòng),磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體中也能產(chǎn)生感應(yīng)電流。
例2(09 蘭州)如圖1所示是探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置,裝置中的直銅線ab通過導(dǎo)線接在靈敏電流計(jì)的兩接線柱上,當(dāng)讓ab迅速向上運(yùn)動(dòng)時(shí),電流表指針_______;將ab改為向左運(yùn)動(dòng)時(shí),電流表指針_______(填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”) ;實(shí)驗(yàn)時(shí)開關(guān)應(yīng)該_______,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 _______。
點(diǎn)撥:靈敏電流計(jì)的指針能發(fā)生偏轉(zhuǎn)的前提是電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。要產(chǎn)生感應(yīng)電流必須同時(shí)滿足兩個(gè)條件:一個(gè)電路必須是閉合的,另一個(gè)是有一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)直銅線ab向上運(yùn)動(dòng)時(shí),因磁感線是從N到B,兩個(gè)方向平行,不切割;將ab改為向左運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)線能切割到磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流表指針偏轉(zhuǎn)。
答案:不偏轉(zhuǎn) 偏轉(zhuǎn) 閉合 閉合電路的一部分導(dǎo)體,在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流
三、逆向思考法
客觀世界千差萬別,千變?nèi)f化,卻又和諧協(xié)調(diào)。上下左右,陰陽(yáng)正負(fù)互相對(duì)應(yīng),構(gòu)成一個(gè)對(duì)立統(tǒng)一的整體。反映客觀世界的這種內(nèi)在的一致性,就是對(duì)稱性。根據(jù)客觀世界的對(duì)稱性,用實(shí)驗(yàn)去探索物理規(guī)律時(shí),除了用常規(guī)的研究方法外,思維不能定勢(shì),還要用與常規(guī)思維方法相反的思維方法,也就是逆向思維法。
如在“研究法拉第的發(fā)現(xiàn)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),電可以產(chǎn)生磁,那么磁能不能生電呢?大家通過分析電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象相同與不同,認(rèn)識(shí)到電與磁是對(duì)立統(tǒng)一的整體,有著內(nèi)在聯(lián)系,磁在一定條件下可以產(chǎn)生電。英國(guó)科學(xué)家法拉第正是運(yùn)用這種逆向思維找到了把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的方法,發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
例3(09重慶)英國(guó)科學(xué)家法拉第經(jīng)過十年不懈探索,于1831年發(fā)現(xiàn):閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象被稱為________現(xiàn)象,利用這種現(xiàn)象發(fā)明了_______機(jī),使人類大規(guī)模使用電能成為現(xiàn)實(shí)。
答案:電磁感應(yīng) 發(fā)電
四、轉(zhuǎn)換法
物理學(xué)中對(duì)于一些看不見、摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量,通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí),或用易測(cè)量的物理量間接測(cè)量,這種研究問題的方法叫轉(zhuǎn)換法。
如磁場(chǎng)看不見、摸不著,我們可以根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)小磁針力的作用來證明它的存在,小磁針方向發(fā)生了偏轉(zhuǎn),就說明小磁針周圍存在磁場(chǎng)。再如電磁鐵磁性的強(qiáng)弱可以通過它吸引大頭針的多少來判斷,吸引的大頭針越多,磁性越強(qiáng)。
例4(09嘉興)在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室開放時(shí).同學(xué)們對(duì)手搖發(fā)電機(jī)非常感興趣,他們想:發(fā)電機(jī)產(chǎn)生感應(yīng)電流大小跟哪些因素有關(guān)呢?于是他們開展了探究,以下是他們所用的發(fā)電機(jī)和實(shí)驗(yàn)記錄表:
實(shí)驗(yàn)順序 |
線圈轉(zhuǎn)速 |
線圈轉(zhuǎn)向 |
小燈泡亮度 |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
(1)根據(jù)表格可知,他們準(zhǔn)備研究發(fā)電機(jī)產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小是否與______有關(guān)。
。2)手搖發(fā)電機(jī)在發(fā)電時(shí)將_______能轉(zhuǎn)化為電能。
。3)他們根據(jù)小燈泡的亮度來判斷電路中感應(yīng)電流的大小,像這種用能直接觀測(cè)的量來顯示不易直接觀測(cè)的量的方法叫“轉(zhuǎn)換法”。下列方法屬于“轉(zhuǎn)換法”的是_______(填序號(hào))①根據(jù)磁鐵吸引大頭針的多少來判斷磁性的強(qiáng)弱;②根據(jù)能否進(jìn)行新陳代謝來區(qū)分生物與非生物;③根據(jù)純凈物中元素種類的多少來區(qū)分單質(zhì)與化合物。
。4)判斷電流大小,除了借助小燈泡觀察之外,實(shí)驗(yàn)室常用_______表來測(cè)量。
點(diǎn)撥:實(shí)驗(yàn)中發(fā)電機(jī)產(chǎn)生感應(yīng)電流大小無法直接感知,可以根據(jù)小燈泡的亮度來間接判斷,燈泡越亮,產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大,這就是轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用。當(dāng)然當(dāng)電流差別不大時(shí),觀察燈泡亮度就看不出差異了,所以實(shí)驗(yàn)室常用電流表來測(cè)量,這樣更準(zhǔn)確。
答案:(1)線圈轉(zhuǎn)速和線圈轉(zhuǎn)向;(2)機(jī)械(或動(dòng));(3)①;(4)電流。
本文來自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/415315.html
相關(guān)閱讀:高中物理知識(shí)點(diǎn):光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律