電磁感應中“單桿”切割類問題的分類探析

張偉龍

“電磁感應”是中學物理教材中重要的一章．該章內容綜合性較強,難度較大,既是學生學習的難點,又是各類考試的熱點．該章知識邏輯性很強,可綜合概括為“一、二、三、四”，即一個概念——磁通量,二個定律——楞次定律和法拉第電磁感應定律,三個定則——右手螺旋定則、左手定則和右手定則,四種問題——力電綜合問題、場路結合問題、圖象問題和能量動量問題．其中“切割類”的電磁感應問題是力電綜合問題中最為典型的形式,這類問題涉及的知識點較多,解題程序較復雜,綜合性較強．為幫助同學們更好地理解并掌握此類問題的解決方法,現就有關的解題思路和“切割”形式作分類探析．

1 解題思路

如圖1所示.

圖1

2 分類探析

如表1、表2所示.

表1

續表

表2

(1)求金屬桿CD運動過程中產生的感應電動勢E及運動到x=0.8 m處的電勢差UCD;

(2)推導金屬桿CD從MN處運動到P點過程中拉力F與位置坐標x的關系式;

(3)求金屬桿CD從MN處運動到P點的全過程產生的焦耳熱．

圖2

F=BIl+mgsinθ=12.5-3.75xm (0≤x≤2)．

圖3