摘要:在全国卷和各省市自主命题的物理试卷中，都将静电场和磁场问题作为一个核心考点．本文分析了近两年各省市的试卷，统计了电磁场模块常考的考点，并对接下来的备考提出一些建议.

　　关键词:静电场;磁场;运动的合成与分解;粒子运动

　　静电场和磁场问题是历年山东卷和各省命题卷竞相考查的知识点，包含带电粒子周围电场电势分布、粒子在电场和磁场中的运动、导体受安培力作用下的运动等几种模型．这一部分的题目是历年山东卷和各省市自主命题的考查重点，分值一般在20分到30分之间，考查频率高，题型变式多，题目综合性强，可以说是高考复习备考的一大核心模块．下面对电磁场问题的考查进行简略分析.

　　根据2020年修订的《普通高中物理课程标准》中，对静电场和磁场的考查要求可概括为:知道点电荷模型，了解静电现象及其利用和防护，了解电场强度，了解电容器及其应用，了解电势能、电势、和电势差的含义，知道匀强电场中电势差和电场强度的关系，能分析带电粒子在电场中的运动情况，能解释相关物理现象;认识安培力和洛伦兹力，会判断方向计算大小，能用洛伦兹力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动，了解带电粒子在匀强磁场中的偏转及应用.

　　在高考的实际考查中，学生往往还需要掌握匀变速运动、平抛运动、动能定理和动量定理等力学的基本规律，考查形式多以选择题和大题为主，选择题侧重基础知识，但最后压轴的第12题往往是电磁感应问题．大题则是基础性和综合性并重，更侧重学生综合运用物理知识解决问题的本领，这也体现了高考“探究设计与现实相关的问题情境，加强对学生应用物理学知识综合解决实际问题能力的考查”的要求.

　　下面以近三年全国卷试题，参考北京、天津、河北、江苏等地的试题为例，简单探究一下电磁场问题在高考中的常见考查情况.

　　1电磁场问题考查频率及考点统计

　　综合来看全国卷和各省的自主命制试卷，以2022年夏季高考物理试卷为例，包括两套全国卷和十四套自主命题试卷，这些试卷的选择题和计算题都涉及到了电磁场问题，少数题目考查内容较为单一，考查学生对课本知识的记忆程度．但绝大多数的题目都是建构一个新的物理模型，考查学生在新模型、新情境下，综合运用电场、磁场、运动学和能量转化等规律解决问题的能力．从难易程度上来看，大多数的题目都有一定难度，表现出一定的综合性和创新性．很多题目来源于生活，体现了高考应用性的考查特点.

　　下面对近三年高考试题中电磁场问题的考查情况进行梳理总结，对“一核四层四翼”的考查如表1所示.

　　由表1可知，绝大多数的题目都是以考查考生的理解能力、推理论证能力、模型建构能力和创新能力为主;从学科素养上来看，多数题目考查了学生是否具有良好的物理观念，清晰的科学思维，能够基于题目描述建构对应的物理模型，并进行分析综合、推理论证，得出结论的能力．从考查要求上看，基础性和综合性并重，纯粹考查电磁场基础知识的试题反而较少，大多数都需要结合运动学、动力学和功能关系来解决问题.

　　下面大致列出了近几年高考物理试卷中考查电磁场问题的相关试题，如表2所示，总结考点如表3所示.

　　综合来看近两年全国各地的选择题，电磁场更偏爱考查带电粒子周围的电场电势分布、带电粒子受力平衡、动生电动势和安培力计算、粒子在磁场中受洛伦兹力计算、在电场中受电场力的计算、变压器规律等内容，这些核心考点基本每年都不变．从考查情境上看，大多创设学习探究类物理情境，需要学生利用物理知识解决实际问题或新问题，进行科学推理、找出规律形成结论.

　　2电磁场大题的命题特点及规律总结

　　下面以2021年山东卷的电磁场综合大题为例，简单分析一下这类问题的命题特点和规律总结.

　　例1(2021年山东卷17题)某离子实验装置的基本原理如图1(a)所示.Ⅰ区宽度为d，左边界与x轴垂直交于坐标原点O，其内充满垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B0;Ⅱ区宽度为L，左边界与x轴垂直交于点O1，右边界与x轴垂直交于O2点，其内充满沿y轴负方向的匀强电场．测试板垂直x轴置于Ⅱ区右边界，其中心C与O2点重合．从离子源不断飘出电荷量为q、质量为m的正离子，加速后沿x轴正方向过O点，依次经Ⅰ区、Ⅱ区，恰好到达测试板中心C．已知离子刚进入Ⅱ区时速度方向与x轴正方向的夹角为θ.忽略离子间的相互作用，不计重力.

　　(1)求离子在Ⅰ区中运动时速度的大小v;

　　(2)求Ⅱ区内电场强度的大小E;

　　(3)保持上述条件不变，将Ⅱ区分为左右两部分，分别填充磁感应强度大小均为B(数值未知)方向相反且平行y轴的匀强磁场，如图1(b)所示．为使离子的运动轨迹与测试板相切于C点，需沿x轴移动测试板，求移动后C到O1的距离S.

　　分析本题以带电粒子在匀强电场中加速、在磁场中做圆周运动为素材的学习探究型问题情境，第(1)问属于基础题，第(2)问属于中等题，第(3)问则是拔高题．从场的种类上看，题目中涉及加速电场和偏转磁场、偏转电场，在第三问中又把电场和磁场合在同一空间，属于典型的复合场问题．从粒子运动上看，粒子经历匀加速运动———圆周运动的一部分———类斜抛运动———三维类螺旋线运动，看上去似乎很复杂，但最后一定是分解到二维平面来解题.因此需要学生熟练掌握运动的合成与分解.

　　从近两年的高考命题来看，电磁场大题具有这么几个明显规律:

　　(1)大题基础性和综合性并重，第(1)问注重考基础知识和基本能力，属于基础题，后面的问题通过创新电场、磁场分布，开始拔高;

　　(2)粒子运动轨迹复杂，都是单粒子多过程的运动，从这两年的题目来看，粒子在三维空间中做匀加速运动、圆周运动、平抛运动、斜抛运动、类螺旋线运动，需要学生具有一定的空间想象能力，将三维运动分解到二维平面上.

　　(3)计算量大，需要学生在熟练掌握数学几何公式的基础上，快速解方程，得出最后的结果.

　　(4)综合性强，除了考查电磁学基本知识外，功能关系、动量定理等都有涉及，考查学生综合应用物理学知识解决实际问题的能力.

　　(5)从全国高考来看，粒子在电磁场中运动的拔高题基本可分为三类:将粒子放在三维空间中运动，考查运动的合成分解能力，求粒子的运动情况;对粒子运动极值、范围、多解性等问题的考查;电场磁场随时间、空间变化，从而使粒子运动轨迹复杂化.

　　3电磁场问题的备考策略

　　3．1夯实基础，指导学生透彻理解物理概念，确保第(1)题不丢分

　　复习的时候注意知识点之间的串联，将学生头脑中零散碎片化的物理概念和规律建立关联，构建出完整的知识体系，对带电粒子在电场、磁场中运动的分析，最常用的方法就是运动的合成与分解，将复杂运动转化为学生熟悉的圆周运动、类平抛运动或者类斜抛运动;掌握多过程问题的处理分析能力，明确不同过程的初末状态，能够将多个过程联系起来.

　　3．2立足课本，不要忽略边角知识

　　充分发掘课本上的课后习题，不要仅仅满足于处理计算题，还可以发散思维，以课本题目为蓝本，变式出新的题型．以山东卷为例，很多题目都能在课本上找到原型，如2020年的第15题拔罐问题、第16题滑雪问题;2021年的第8题卫星切割磁感线问题;2022年的15题鱼鳔问题等.

　　3．3训练学生计算能力，掌握基本的数学方法

　　所以在平时做题时，要有意识地让学生动手算出最终结果，训练学生快速解方程的能力，避免犯眼高手低的毛病．对于一些计算复杂、需要一定技巧的公式联立求解，老师可以在黑板上板书计算过程，帮助学生养成良好习惯.

　　4电磁场问题高考展望

　　例2如图2所示，真空中的立方体边长为0．8m，底面中心处有一点状放射源S，仅在abcO所在平面内向各个方向均匀发射α粒子，所有α粒子的速率均为v=5．0×06 m/s，已知α粒子的比荷为=5．0×107 C/kg，现给立方体内施加竖直向上的匀强磁场B，使所有α粒子恰好能束缚在正方形abcO区域内.abfe面放有一个屏，该屏可以沿z轴左右平移.

　　(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;

　　(2)现在正方体内再施加竖直向上的匀强电场，要使所有粒子刚好都能从上表面中心P离开，求所加匀强电场的电场强度E的大小(结果用π表示);

　　(3)若匀强电场电场强度的大小取第(2)问中的最大值，现让abfe屏向左沿－z方向移动0．2m，求粒子打在abfe屏上x坐标最大值和最小值时对应点的y轴坐标.

　　参考文献:

　　［1］中华人民共和国教育部．普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)［M］．北京:人民教育出版社，2020.

　　［2］刘林，吕晓．带电粒子在电场中运动的综合问题［J］．中学物理教学参考，2022(1):67－70.