高中物理攻克电磁学的四种武器人教版选修3

攻克电磁学的四种武器在进行期中考试的复习时，对所学的基础知识进行系统的梳理是很重要的，但同时也不能忽视对一些典型的解题思想、方法的总结。在电磁感应、交流电部分，蕴含着非常丰富的物理思想与方法，试举几例，以起到抛砖引玉的作用。一. 妙“补”对有些不规则或不闭合的导体切割磁感线的问题，可以采用填补法来加以解决。例 1. 如图 1 所示，半径为 r 的半圆形金属导线处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈所在平面，试求导线在下列情况中产生的感应电动势：图 1（1）导线在自身所在平面内，沿垂直于直径 OO’的方向以速度 v 向右匀速运动。（2）导线从图示位置起，绕直径 OO’以角速度 匀速转动。解析：（1）假设另有一直导线 OO’以同样的速度 v 向右匀速平动，由于半圆形导线 OAO’和直导线 OO’在相同的时间内切割的磁感线相等，所以在产生感应电动势这一点上，半圆形导线 OAO’与直导线 OO’等效。从而可得： ErBv2。（2）假设用直导线将 O、O’连结形成闭合回路 OAO’O，使其以同样的角速度 绕 OO’匀速转动，由于直导线 OO’是转轴，不切割磁感线，所以半圆形导线 OAO’与闭合回路 OAO’O产生的感应电动势相等，从而由 EBStsin可得： Er Bt122sin。二. 等“效”等效思想是在效果等同的前提下，通过相互替代把复杂的物理现象、物理过程转化成简单的物理现象、物理过程，从而使问题便于研究和处理的一种科学思维方法。运用等效思想，可使问题化繁为简，化难为易。在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源。确定电源后，就可以画出等效电路，将电磁感应问题转化为电路问题，再结合电路规律就可以将问题解决。例 2. 将一根粗细均匀、电阻值为 r 的电阻丝弯成圆环，水平固定在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，圆环直径为 d，另有一长度为 d、电阻为 r3 的金属棒 ab，水平放在圆环的一侧边沿，如图 2 所示。现用外力拉着 ab 棒使之以速度 v 紧靠着圆环做匀速直线运动，运动过程中保持棒与电阻丝良好接触。当棒到达图中虚线所示位置时，加在棒上的外力的瞬时功率为多大？图 2用心 爱心 专心解析：金属棒 ab 到达图中虚线位置时，金属棒把圆环分成相等的两部分，每部分的电阻均为r2 。棒 ab 切割磁感应线产生感应电动势，它就是电路中的电源，等效电路如图 3 所...