沈 軍

(江蘇省宿遷市馬陵中學 223800)

電磁學能和高中物理的很多知識點聯(lián)系在一起，相關(guān)習題創(chuàng)設的情境較為復雜.為增強學生的解題自信，既要注重電磁學相關(guān)理論的講解，又要通過引導與啟發(fā)使學生深入理解電磁學相關(guān)知識本質(zhì)，并通過與學生一起分析相關(guān)的習題，使其積累豐富的解題經(jīng)驗以及解題方法.

一、電磁感應電路習題解題方法

導體棒在磁場中運動會產(chǎn)生感應電動勢，如此便可與電路知識聯(lián)系在一起.解答該類習題的方法如下：其一，認真審題，明確哪一部分導體產(chǎn)生感應電動勢以及產(chǎn)生感應電動勢的導體運動規(guī)律，運用右手定則以及相關(guān)的計算公式，得出感應電動勢的大小、電流方向等.其二，搞清楚電路中和電學元件的串并聯(lián)關(guān)系，相關(guān)參數(shù)的具體數(shù)值，針對較為復雜的電路可畫等效電路圖輔助分析.其三，運用所學的電學知識，如閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路知識、電功率公式、焦耳定律等，求解出最終的參數(shù).課堂上會使學生感受相關(guān)習題的解題思路，應注重如下例題的講解：

如圖1(a)所示，一間距為2L，上端連接一電阻R的U型導軌豎直放置.內(nèi)部存在兩個邊長為L的正方形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)均存在垂直紙面向外的磁場.其中區(qū)域P的磁場按照圖1(b)變化(圖中坐標值均為已知量)，區(qū)域Q內(nèi)部磁場大小為B0，一長為2L質(zhì)量為m，電阻為r的金屬棒穿過區(qū)域Q放置且剛好處于靜止狀態(tài).金屬棒和導軌接觸良好，忽略導軌電阻.則以下結(jié)論正確的是( ).

(a) (b)圖1

二、電磁感應動力學習題解題方法

電磁感應中安培力的產(chǎn)生使得其能夠與運動學知識聯(lián)系起來.但其比單純的運動學類的習題更為復雜.解答該類習題的方法主要分為四步：第一步，為更好的把握安培力的方向與大小，仍應先分析導體在磁場中的運動狀況，把握產(chǎn)生感應電流的規(guī)律，為更好的計算安培力做好鋪墊.第二步，做好內(nèi)電路與外電路的分析，在分析外電路時應明確電學元件的串并聯(lián)關(guān)系，準確的計算出感應電流.第三步，運用牛頓第二定律，對研究對象的受力情況進行分析，明確其運動狀態(tài).第四步，運用運動學公式求解出相關(guān)的參數(shù).課堂上為使學生掌握該類習題的解題方法，可與學生一起分析如下習題：

如圖2所示，一足夠長的左側(cè)連接一大小為R=0.4Ω電阻的U形導軌水平放置，導軌寬L=0.5m.垂直導軌平面存在一豎直向上，磁感應強度B=5T的磁場.一質(zhì)量m=2kg，電阻r=0.5Ω的導體棒ab跨放在導軌上.導體棒和導軌接觸良好，兩者間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，忽略其他電阻.導體棒ab在F=10N的水平外力作用下，由靜止運動x=40cm后達到最大速度.求：

圖2

(1)導體棒ab運動的最大速度；(2)導體棒ab的速度v=1m/s時，導體棒ab的加速度；

三、電磁感應能量習題解題方法

電磁感應涉及到物體的動能、勢能、電能、熱能的相互轉(zhuǎn)化，解答該類習題既要注重電磁感應規(guī)律的應用，又要注重從能量的角度進行分析.解答該類習題的方法為：將物體受到的安培力考慮在內(nèi)，對研究對象進行受力分析，明確所受的力是做正功還是負功，根據(jù)所學的功的計算公式進行定量計算.同時，把握能量的轉(zhuǎn)化方向與轉(zhuǎn)化形式，當研究對象的能量增加時并分析有哪些能量轉(zhuǎn)化而來，相反當其能量減少時應明確能量的去處.靈活應用動能定理、動量定理、機械能守恒定律、動量守恒定律等，構(gòu)建相關(guān)的物理方程.為使學生牢固的掌握該類習題的解題方法，應注重為學生做好解題的示范，如下題：

如圖3所示，ABCD為固定的，兩端均連接有阻值為R電阻的水平光滑矩形金屬導軌，AC和BD的間距為L，處在豎直向下磁感應強度為B的磁場中.一質(zhì)量為m，長為L，且不計電阻的導體棒MN放在導軌上，與導軌始終接觸良好.左側(cè)和一固定在O點的彈簧相連構(gòu)成彈簧振動系統(tǒng).開始時彈簧處于自然長度，導體棒MN獲得水平向左的初速度v0，經(jīng)過一段時間后，導體棒第一次運動到最右端，這一過程中AB上的電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則( ).

圖3

電磁學在高中物理中占有舉足輕重的地位，在高考中相關(guān)習題常作為壓軸題出現(xiàn).為幫助學生更好的突破各類電磁學類的習題，既要做好不同習題解題過程的示范，又要鼓勵學生積極總結(jié)，把握不同電學習題的解題規(guī)律，以及解題的切入點.同時，在訓練的過程中應多進行反思，嘗試著進行一題多解，并積極與其他學生交流學習心得，學習他人高效的解題方法.