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电磁感应现象中一类典型问题的思考与讨论

2015-04-07布永利

中国校外教育(中旬) 2015年13期
关键词:安培力

布永利

摘要:从多个角度对电磁感应的一个典型问题进行了深入的研究。研究结果表明,模型化思维是很重要的,这对新课标形式下的物理教学有一定的意义。

关键词:导电轨道 回路 安培力

一、引言

我们回忆一下,我们做过的很多题目都可以转化为导电轨道模型,比如说线框进入有界磁场,ab边相当于电源,因为它切割磁感线产生感应电动势,而da边、bc边相当于导电轨道,同理,出磁场时cd边相当于电源,而da边、bc边为导电轨道,如图所示。所以说,我们研究导电轨道模型,使我们对于电磁感应现象能有更深刻的认识。导电轨道模型中,应该有两条轨道,另外还有杆。

二、导电轨道模型的思考

注释:这个图形就说明了导电轨道可以做什么样的变化,反过来,这么多情景,都可以归结为导电轨道模型。导电轨道由于杆切割磁感线而产生了感应电动势,因此,我们的第一个描述的对象应该是杆,它切割、发电,因此我们有這样一个方程E=BLv,这就是电磁感应的一个推论。

归纳起来,我们遇到的问题有4种:第一,拉动杆,杆匀速运动;第二,拉动杆,杆以恒定的加速度运动;第三,以恒定的功率拉动杆;第四,用恒力拉动杆。(注:类似于机车启动问题。)

总结:杆以这样四种形式启动,我们对它的基本描述介绍完了,大家应该把这四种基本情况熟练掌握。

三、模型的应用

总结与评价:由于导电轨道是一个力电综合题,因此既有电学方程,又有力学方程,我们要抓住力学和电学的关联物体——导体杆,关联物理量——速度。

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