高考物理復習之電磁學：構建模型 使思路暢通無阻
2009-02-21 13:46:57每日新報
電磁感應是電磁學的核心內(nèi)容，也是高中物理綜合性最強的內(nèi)容之一，高考每年必考。題型有選擇、填空和計算等，難度在中檔左右，也經(jīng)常會以壓軸題出現(xiàn)。
在知識上，它既與電路的分析計算密切相關，又與力學中力的平衡、動量定理、功能關系等知識有機結合。習題設計靈活性很強，復習難度較大，學生掌握起來比較困難。對這章的復習一定要注意首先讓學生理清概念，然后構建模型，靈活應用電路和力學知識解決問題。
這章主要的問題是電磁感應與力、電的綜合問題，主要有以下幾個模型：單桿模型、雙桿模型、線框模型等。下面就高考中最常見的單桿模型加以分析。
�。ㄒ唬� 從組合情況看有桿與電阻、桿與電容、桿與電感、桿與彈簧等；從導體桿所在的導軌看有“平面導軌”“斜面導軌”“豎直導軌”等。從運動形式看有單桿在磁場中“勻速運動”，單杠在磁場中“勻變速運動”，單桿在磁場中“變速運動”等。
�。ǘ┙獯饐螚U問題一般思路是：
1。找電源（單桿）畫等效電路，利用閉合電路歐姆定律求電流。
[例1]如圖所示，正方形線圈abcd 繞垂直于勻強磁場的過ad邊的固定軸oo1勻角速轉動，磁感應強度為B，角速度為，已知正方形線圈邊長為L，每邊電阻值為R，現(xiàn)將a、b兩點通過阻值為R的電阻用導線連接，求通過電阻R的電流。
分析時要注意的是不能把整個金屬線圈abcd都看做是電源，這里切割磁感線的僅僅是bc邊，故這個電路的等效電路如圖所示。
2。抓住力是改變物體運動狀態(tài)的原因，通過分析單桿受力，結合運動過程，知道加速度和速度的關系，結合動量定理、能量守恒就能解決。
[例2]如圖所示，足夠長金屬導軌MN和PQ與R相連，平行地放在水平桌面上。質量為m的金屬桿ab可以無摩擦地沿導軌運動。導軌與ab桿的電阻不計，導軌寬度為L，磁感應強度為B的勻強磁場垂直穿過整個導軌平面�，F(xiàn)給金屬桿ab一個瞬時沖量I0，使ab桿向右滑行。
�。�1）回路最大電流是多少？ （2）當滑行過程中電阻上產(chǎn)生的熱量為Q時，桿ab的加速度多大？（3）桿ab從開始運動到停下共滑行了多少距離？
（三）注意變桿問題——由于切割長度的變化造成感應電動勢的變化
[例3]如圖所示，OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導軌，O、C處分別接有短電阻絲（圖中粗線表示），R1＝4Ω、R2＝8Ω（導軌其他部分電阻不計）。導軌OAC的形狀滿足方程y=2sin(■x)（單位：m）。磁感強度B＝0.2T的勻強磁場方向垂直于導軌平面。一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v＝5.0m/s水平向右在導軌上從O點滑動到C點，棒與導軌接觸良好且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的電阻。求：（1）外力F的最大值；（2）金屬棒在導軌上運動時電阻絲R1上消耗的最大功率；（3）在滑動過程中通過金屬棒的電流I與時間t的關系。
（四）注意單桿切割與磁場改變同時發(fā)生的問題。
[例4]如圖所示，兩根平行金屬導軌固定在水平桌面上，每根導軌每米的電阻為r0=0.10Ω/m，導軌的端點P、Q用電阻可忽略的導線相連，兩導軌間的距離l =0.20m。有隨時間變化的勻強磁場垂直于桌面，已知磁感強度B與時間t 的關系為B=kt,比例系數(shù)k=0.020T/s。一電阻不計的金屬桿可在導軌上無摩擦地滑動，在滑動過程中保持與導軌垂直，在t=0時，金屬桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開始向導軌的另一端滑動，求在t=6.0s時金屬桿所受的安培力。
天津四中 金省
理清概念
構建清晰知識脈絡
�。ㄒ唬┱w上來說對于這章內(nèi)容在復習時要把握一個“變”字，對于“變”字的理解有三個層次：
1。變與不變——電磁感應的產(chǎn)生條件（即產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象，如果電路閉合即產(chǎn)生感應電流）
2。怎么變（增加、減少）——感應電動勢的方向（楞次定律——增反減同）
3。變化的快慢——感應電動勢的大�。ǚɡ陔姶鸥袘�——感應電動勢大小與磁通量變化率呈正比）
�。ǘ┩瑫r復習時要注意比較法拉第電磁感應E=n■定律 及推導式E=Blv sinθ
（三）明確電量的求法
�。ㄋ模┟鞔_自感現(xiàn)象中燈泡亮度的變化
