巧用思维导图分析“导轨+杆”问题①
2018-05-04
物理之友 2018年4期
(福建省福安市第二中学,福建 福安 355001)
思维导图是对特定主题建构知识结构的一种网络化的表示方法,是人们将某一领域内的知识元素按其内在关联建立起来的一种可视化表达方式。它通过绘制图的方式,将知识、解决问题和创新想象的思路、途径及其配置有序地表达出来。在电磁感应中“导轨+杆”的问题种类繁多,笔者用思维导图对其进行分类、分析和归纳,取到了事半功倍的效果。
对于“导轨+杆”的问题,我们可以采用思维导图将其归类,如图1所示。解决这类问题应用到的物理知识和分析方法如图2所示。

图1

图2
1 电磁感应中的“导轨+单杆”问题

图3
例1:如图3所示,两根平行金属导轨abcd,固定在同一水平面上,磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在的平面垂直,导轨的电阻可忽略不计。一阻值为R的电阻接在导轨的bc端。在导轨上放一根质量为m、长为L、电阻为r的导体杆ef,它可在导轨上无摩擦滑动,滑动过程中与导轨接触良好并保持垂直。
问题1:若导体杆ef以初速度v0运动,(1) 分析导体杆ef的运动情况;(2) 导体杆ef从开始运动到稳定状态的过程中,求通过电阻R的电量和金属杆移动的位移;(3) 求导体杆ef从开始运动到稳定状态的过程中电阻R中产生的热量。
思维导图分析流程如图4所示。

图4
问题2:若导体杆从静止开始受一恒定的水平外力F的作用:(1) 求导体杆ef获得的最大加速度和最大速度;(2) 若导体杆ef从开始运动到稳定状态过程中移动的位移为x,求整个过程中回路产生的焦耳热。……
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