献·给·读·者

《通过模型学解题》(物理)丛书是围绕高中物理教材,结合中学教学实际编写的学生课外读物。本丛书突破按知识体系谋篇布局的常规,力图引导学生换一种新的角度去窥视中学物理图景,领悟分析和解决物理问题的思路。

什么叫物理模型?物理模型就是抽象化了的物理研究对象、条件或过程。物理模型可划分为实体模型与过程模型两大类。

实体模型是研究对象或条件的抽象。质点、点电荷、点光源、光滑轨道、单摆、理想气体、匀强电场、匀强磁场、核式结构的原子等,都属于实体模型。

过程模型是对物理过程的抽象。直线运动、圆周运动、带电粒子在电场与磁场中的运动、导体在磁场中的运动等等,都是过程模型。

物理模型,按其性质特征、规模大小及相互联系,可以划分为不同的层次。本丛书以过程模型为结构框架,各分册有体现第一层次模型的书名和体现第二、三层次模型的筒明目录。所谓“通过模型学解题”,就是根据物理的基本性质和特征,条分缕析,剖切成各个层次的过程模型,并抓住同一模型中各类问题的共同特性,例举有代表性的实体模型,综合运用各种物理知识,各种定理、定律,运用不同的观点、方法,归纳出解决问题的一般途径和方法技巧。

本丛书在研究具体问题时,以文字演算为主,避免繁琐的数值计算, 从而使解决问题的方法更具广泛性,更显得逻辑严密。

按物理模型构建丛书框架,在不同层次的模型上展示物理图景,是一种新的编写体裁,新的尝试,前无经验,谬误和不妥之处难免,敬请读者批评指正。

王 兴 桃1994 年 2 月

磁场中的电流问题,是研究磁场对磁场中的通电导体的作用问题。 就通电导体而言,我们研究通电导线、通电的流体以及通电的线圈这

三个主要的模型;致于电流,主要研究固定的电源在导体中形成的电流, 也研究导体在磁场中运动或变化的磁场在闭合的回路中由于电磁感应现象而产生的感应电流。

就磁场而言,我们研究永久磁体的磁场与电流产生的磁场这样两个模型。磁场对通电导体的作用,通电导体之间的相互作用,都是通过磁场而发生的。研究磁场中的电流问题,应牢牢掌握电与磁密切联系的观点。

电流是电荷定向运动形成的,揭示磁场对通电导体作用的微观本质, 能使我们深入理解电流在磁场中产生的霍耳效应,解释电磁泵与磁阀的作用原理,并计算磁场对通电流体产生的压强,以及磁场对导电流体速度的控制,从而加深电、磁紧密联系的认识。

磁场力的问题,不仅仅是力的大小的计算问题,更重要往往也是比较困难的,是力的方向的确定。与磁场力有关的方向问题,已不是一条直线或一个平面上的问题,而是三维空间中三个有关方向间的关系问题。培养、训练空间想象能力,用文字或图示准确地表达三维空间里几个方向间的关系,对初学物理的人来讲,无疑是十分重要的,特别是图示表达,它与文字表达和数学式表达相比,有直观形象、简洁明确的优点,应引起充分的重视。