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一道“力电磁综合题”几乎“全军覆没”,ぴ因何在?

2015-12-21王俊陈穆

中学生理科应试 2015年11期

王俊 陈穆

高三复习到电磁感应这部分内容时,在一次练习中有一道“力电磁综合选择题”,学生解题结果出现惊人的一致性错误,全班几乎“全军覆没”.通过与学生进一步深入交流、讨论,笔者发现他们的解法看似有一定的道理,却有着很深刻的隐蔽性错误,现一一分析如下:

图1

原题呈现 如图1,矩形裸导线框abcd的长边长度为2L,短边的长度为L,在两短边上均接有电阻R,其余部分电阻不计.导线框一长边与x轴重合,左边的坐标x=0,线框内有一垂直于线框平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.一质量为m、电阻也为R的光滑导体棒MN与短边平行且与长边接触良好.开始时导体棒静止于x=0处,从t=0时刻起,导体棒MN在沿x轴正方向的一拉力作用下,从x=0处匀加速运动到x=2L处.则导体棒MN从x=0处运动到x=2L处的过程中通过导体棒的电量为( ).

A. 8BL2 3R B. 4BL2 3R C. 2BL2 3R B. 2BL2 R

学生解法 因为导体棒MN将矩形线框分成MNab与MNcb两个回路,那么通过MN棒上的电量即为两个回路产生的电流分别通过导体棒MN电量之和,由法拉第电磁感应定律E= Δ Δt 且根据回路左右的对称性得:

Q=2q=2I =2 Δ Δt · 1 2R ·Δt=2 Δ 2R = 2BL×2L 2R = 2BL2 R

因此,得出错误答案D.这就是几乎所有学生得出的惊人一致的错误结果.

错解分析 依据感应电动势产生的机理可知,电磁感应可分为动生电磁感应和感生电磁感应,动生电动势和感生电动势统称为感应电动势.此题中,导体棒MN做切割磁感线运动,其实是动生感应产生的电动势,其产生电动势的本质是:作用在导体棒内部电荷上的洛仑兹力充当“搬迁……

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