张 兵

(安徽省无为第二中学 238300)

高中物理电磁学部分涵盖很多的概念以及计算公式,要求学生学习中应做好相关基础知识的理解与掌握,还应注重做好听课以及解题方法的总结,掌握各类题型的突破思路,尤其应做到融会贯通,举一反三.

1 电磁感应中图象问题解题方法

解答电磁学中有关图象问题时应注重根据题干描述的情境,列出相关的物理方程,注重联系所学的数学知识对相关的参数进行正向推理.同时,也应在明确图象中纵横坐标、图线交点、图线切线表示含义的基础上,结合给出的选项进行逆向推理.

如图1,在垂直纸面向里的匀强磁场中放置一矩形线圈abcd.当磁场的磁感应强度B随时间变化时,ab边受到的安培力大小保持不变.则满足这一情况的磁感应强度B和时间的关系图象图2可能正确的是( ).

图1

图2

2 电磁感应中电路问题解题方法

解答电磁感应中相关电路问题应把握两个重点:其一,结合所学的相关定律,找到产生感应电动势的具体原因,列出相关的计算公式.其二,分析题干相关电子元件之间的串并联关系,结合给出的电阻,运用闭合电路欧姆定律计算相关的电学参数.

图3 图4

如图3,一匝数为n,电阻为R,半径为r1的圆形金属线圈和阻值为2R的电阻R1连接形成闭合回路.圆形线圈内部存在半径为r2垂直线圈向里的匀强磁场,磁感应强度B和时间t的关系如图4所示(以图3中B的方向为正方向).图线和横轴交于t0,和纵轴交于B0,忽略导线电阻,求0~t1时间内:

(1)通过R1的电流大小和方向;

(2)通过R1的电荷量q以及R1上产生的热量;

3 电磁感应动力学问题解题方法

分析电磁感应动力学问题时最终会落脚到受力分析上,而安培力是一个较为特殊的力,与导体中电流的大小相关,因此应注重运用电磁感应知识,分析导线中电流的变化规律,而后运用物体的受力平衡条件、牛顿第二定律,判断其运动参数.

图5

如图5,两根足够长且光滑的导轨和水平方向成α角平行放置.导轨上端和一可变电阻R相连,空间存在大小为B和导轨平面垂直的匀强磁场.一忽略电阻,质量为m的金属杆,从导轨上由静止下滑,足够长时间后,金属杆会趋向一个最大速度vm,则以下措施中能够使vm增大的是( ).

A.B增大 B.α增大

C.R变小 D.m变小

4 电磁感应中能量问题解题方法

电磁感应中涉及的能量转化主要为机械能向电能、热能的转化.如图6,两根光滑足够长的金属导轨和水平面成30°固定,间距L=2m.导轨上下各接阻值均为16Ω的电阻R1,R2,忽略导轨自身电阻.大小B=0.5T的匀强磁场和导轨平面垂直.一内阻r=2Ω,质量m=0.1kg的金属棒ab从较高处由静止释放.金属棒运动过程中和导轨金属接触良好,从静止至达到最大速度时通过金属棒的电荷量为0.3C,求从金属棒静止至速度达到最大,ab棒上产的焦耳热Q的大小.

图6

5 运用叠加法高效处理电磁学问题

在高中物理解题训练中,用叠加法展开转换处理,再通过等效思维的运用来求解,使其高效处理电磁学问题,增强解题自信.

如图7所示,有一个外半径是R1的无限长的圆柱形导体管,而管内空心部分的半径是R2,空心部分的轴和圆柱的轴是平行关系,但是并不重合,两个轴之间的距离是a,且a>R2,现在有一个电流I沿着导体管进行流动,电流则均匀的分布在圆柱形导体管的横截面之上,而电流的方向则同圆柱形导体管的轴线保持平行,求:(1)圆柱轴线上的磁感应强度的大小;(2)空心部分轴线上的磁感应强度的大小.

图7

6 运用守恒转换法解答电磁学问题

在物理学中转换法使用范围十分广泛,究其原因主要在于大部分物理量都很难直接测量,这就需要把某些物理量进行科学合理的转换,转化成易于测量的物理量,并同能量守恒定律结合起来,便形成守恒转换法.

图8

如图8所示,一个半径是R,沿着直径装有一根金属杆的金属圆环,可以环绕垂直圆环平面通过圆心O的中心轴转动,在圆环边缘的槽内,缠绕着一根足够长的轻质细绳,绳子端吊着一个质量是M的物体,圆环的一半处在磁感强度是B,方向垂直于圆环平面向里的匀强磁场当中.已知金属圆环与直杆的电阻率是ρ、横截面是S的硬质导线制成,现在被轻质细绳吊着的物体由静止释放,求由圆环转动的最大角速度ωm.

电磁感应是高中物理的重点、难点知识.授课中为深化学生理解,使其掌握解答各类题型的思路与技巧,既要做好相关解题方法的灌输以及在解题中的应用示范,又要鼓励学生课下多进行训练、总结,及时发现与弥补解题中的不足,不断的提升自身的综合解题能力.