李 惠 高 洁

(株洲市第二中学 湖南 株洲 412007)

笔者在平时的竞赛教学中发现学生对感应电动势的理解存在一定的误区，具体表现在哪里呢？笔者通过一道竞赛真题的讲解来举例说明.

【原题】如图1所示为一铅直竖立的磁场分布情形，成圆柱形对称.任一点的磁感应强度可表示为

a,b,B0为常数.起始时，有一质量为m，半径为r0的超导体圆环静置于z=0的水平面上，圆环中心轴和圆柱磁场中心轴重合，环中的电流为零.t=0时刻，超导体圆环无初速度释放，沿着中心轴的方向自由落下，设超导体圆环的自感为L.求圆环内的电流I和时间t的函数关系式.

图1 题目配图

1 设计问题 点亮思维的火花

为帮助学生解题，笔者设计了几个问题，其难度呈阶梯式上升，旨在循序渐进地引导学生，找到解题的思路.

问题1：超导体有什么性质？

问题2：请定性分析超导体圆环的运动学、动力学特点，大胆猜想圆环的运动类型.

问题3：题设条件是磁场的空间分布，所求却是超导体圆环内的电流与时间的关系，这中间应该寻找什么作为逻辑过程的节点，把题设与所求联系起来？

笔者发现，这3个问题学生都能顺利回答.

1.1 对问题1的分析

零电阻现象和完全抗磁性是超导体两个独立的基本性质，是超导体的标志.根据法拉第电磁感应定律，圆环自由下落后，环内一定有感应电流；同时根据基尔霍夫回路电压方程

可知，因为超导体圆环的R=0，圆环内的感应电动势必定为零.

1.2 对问题2的分析

在超导体……