布永利
摘要:從多個角度對電磁感應的一個典型問題進行了深入的研究。研究結(jié)果表明,模型化思維是很重要的,這對新課標形式下的物理教學有一定的意義。
關(guān)鍵詞:導電軌道 回路 安培力
一、引言
我們回憶一下,我們做過的很多題目都可以轉(zhuǎn)化為導電軌道模型,比如說線框進入有界磁場,ab邊相當于電源,因為它切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢,而da邊、bc邊相當于導電軌道,同理,出磁場時cd邊相當于電源,而da邊、bc邊為導電軌道,如圖所示。所以說,我們研究導電軌道模型,使我們對于電磁感應現(xiàn)象能有更深刻的認識。導電軌道模型中,應該有兩條軌道,另外還有桿。
二、導電軌道模型的思考
注釋:這個圖形就說明了導電軌道可以做什么樣的變化,反過來,這么多情景,都可以歸結(jié)為導電軌道模型。導電軌道由于桿切割磁感線而產(chǎn)生了感應電動勢,因此,我們的第一個描述的對象應該是桿,它切割、發(fā)電,因此我們有這樣一個方程E=BLv,這就是電磁感應的一個推論。
歸納起來,我們遇到的問題有4種:第一,拉動桿,桿勻速運動;第二,拉動桿,桿以恒定的加速度運動;第三,以恒定的功率拉動桿;第四,用恒力拉動桿。(注:類似于機車啟動問題。)
總結(jié):桿以這樣四種形式啟動,我們對它的基本描述介紹完了,大家應該把這四種基本情況熟練掌握。
三、模型的應用
總結(jié)與評價:由于導電軌道是一個力電綜合題,因此既有電學方程,又有力學方程,我們要抓住力學和電學的關(guān)聯(lián)物體——導體桿,關(guān)聯(lián)物理量——速度。