慎用物理二級結論

楊學切＊

（福建省廈門第一中學 福建 廈門 361003）

有人曾說過“真理再向前跨出一步就是謬誤”，也就說，真理也有它的適用范圍.發現近年來無論是高考還是高考模擬試卷，出卷專家出了一些專門針對盲目運用二級結論的試題，當我們應用這些二級結論去進行解答時會發現昔日的法寶不靈了，若用了這些二級結論反而會得出錯誤的結果.以下舉例說明，以期拋磚引玉.

1 關于電磁感應中q＝n

【例1】如圖1所示，兩條足夠長的光滑平行導軌，兩導軌間距為L＝0.5m，左右兩端分別連接電阻值為R1＝3Ω，R2＝6Ω的電阻，磁感應強度為B＝0.25T的勻強磁場垂直導軌所在平面；一根電阻值為r＝1Ω的金屬棒在導軌上以速度v＝2m／s向右勻速運動.求在Δt＝4s時間內通過電阻R1的電荷量？

圖1

錯解：在Δt＝4s時間內磁通量的變化

回路總電阻為

所以，在Δt＝4s時間內通過電阻R1的電荷量

正確答案：需要進一步求解，在Δt＝4s時間內通過電阻R1的電荷量

代入數據得

2 關于電磁感應中FA＝

【例2】在光滑的水平地面上方，有兩個磁感應強度大小均為B，方向相反的水平勻強磁場，如圖2所示，PQ為兩個磁場的邊界，磁場范圍足夠大.一個半徑為r，質量為m，電阻為R的金屬圓環垂直磁場方向，以速度v0從如圖所示位置運動，當圓環運動到直徑剛好與邊界線PQ重合時，圓環的速度為，則下列說法正確的是

圖2

錯解：選B；由將本題

代入安培力

結合

錯因分析：對二級結論FA＝ 來源不清，理解不透；本二級結論是指單根導體棒在勻強磁場中做切割運動時受到安培力大小.本題有左右半圓在各自磁場中做切割運動，各自產生電動勢，而且兩個感應電動勢相當于兩個電源串聯.

正確答案：選C.

3 關于恒定電路中動態變化“串反并同”

【例3】如圖3所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個燈泡L1，L2和電阻R0，滑動變阻器電阻R，電壓表和電流表均為理想電表，輸電線的電阻均不計.滑動變阻器觸頭P向右移動的過程中，以下說法中正確的是

A.燈泡L1變暗、燈泡L2變亮

B.電壓表示數變小

C.電流表的示數變大

D.電阻R0上消耗的功率變小

圖3

錯解：選A，B，C；滑動變阻器觸頭P向右移動，滑動變阻器電阻接入電路的電阻值變小，與它“串聯”有燈泡L2，電阻R0、電流表，則燈泡L2變亮、電阻R0上消耗的功率變大、電流表的示數變大；與它“并聯”有燈泡L1，電壓表，則燈泡L1變暗、電壓表示數變小.綜合以上“串反并同”分析，正確答案選A，B，C；

錯因分析：對二級結論“串反并同”隨意推廣.沒有懂得結論的實質，是閉合電路中電源的內阻存在導致外電路的阻值變化而引起各部分電路的電壓、電流、功率等變化.對于變壓器，它的輸出電壓與負載阻值是否變化是無關的，本題理想變壓器的副線圈上的輸出電壓是恒定的.學生亂用二級結論“串反并同”，導致在此類解題中時而正確時而錯誤，感到迷茫.

正確答案：選C.

4 關于楞次定律的效果判斷“增縮減擴”

【例4】如圖4所示，光滑水平面上有一個圓形導體環a，圓形導體環a的中心有一個圓形區域的磁場，圓形區域的面積小于圓形導體環a的面積，磁場方向垂直水平面向里，當圓形區域的磁場的磁感應強度均勻增大時，

A.圓形導體環a上沒有感應電流，也沒有收縮或擴張的趨勢

B.圓形導體環a上有感應電流，但沒有收縮或擴張的趨勢

C.圓形導體環a上沒有感應電流，但有收縮的趨勢

D.圓形導體環a上有感應電流，也有收縮的趨勢

圖4

錯解：選D；當圓形區域的磁場的磁感應強度均勻增大時，圓形導體環a的磁通量增加，為了阻礙磁通量增加，所以它有收縮的趨勢欲使面積減小.

錯因分析：關于楞次定律的效果判斷“增縮減擴”“來拒去留”等其本質原因是感應電流在原磁場中受到安培力的作用效果.本題中圓形導體環a雖有感應電流，但是它所處的位置沒有磁場，也就是沒有受到安培力的作用.甚至有些物理情景下還是“增擴減縮”的情況出現.

正確答案：選B.

5 電磁感應中回路產生的焦耳熱等于導體克服安培力做功

【例5】如圖5（a），足夠長、平行光滑導軌，間距為l，固定在傾角為θ的斜面上.在導軌下端區域Ⅰ內有方向垂直于斜面的勻強磁場，磁感應強度為B0（未畫出）；沿斜面的長度為 Ⅰ 的區域 Ⅱ 內有垂直于斜面向下的勻強磁場，其磁感應強度Bt的大小隨時間t變化的規律如圖5（b），圖中B0與t1為已知量.t＝0時刻在軌道上端的金屬細棒cd從如圖位置由靜止開始沿導軌下滑，直至到區域Ⅱ的下邊界EF處，在此過程中，位于區域Ⅰ內，另一質量為m金屬細棒ab在導軌上始終靜止不動.導軌電阻不計，兩棒均與導軌垂直且接觸良好，重力加速度為g；求cd棒開始下滑至下邊界EF的過程中回路中產生的熱量Q.

圖5

錯解：cd棒開始下滑至下邊界EF的過程中回路中產生的熱量Q等于cd棒在此過程中克服安培力所做的功.

對cd棒 F安＝mgsinθ

所以

Q＝W安＝mglsinθ

錯因分析：錯因一，誤用電磁感應中回路產生的焦耳熱等于導體克服安培力做功的結論，此結論只適用與導體棒在磁場中做切割運動產生動生電動勢時計算純電阻回路產生的焦耳熱.本題中零到t1時刻過程是由于磁場的變化回路產生感生電動勢，不存在cd棒克服安培力做功；錯因二，對cd棒F安≠mgsinθ，可能學生誤以為cd棒質量為m，題目中cd棒質量未知的；也可能學生沒有注意到區域Ⅱ中磁感應強度在t1時刻開始不等于區域Ⅰ中磁感應強度B0.

正確解答：對ab棒分析：B0Il＝mgsinθ

金屬細棒ab在導軌上始終靜止不動，則電流恒定，電動勢恒定，而且金屬細棒cd在t1時刻進入磁場，做勻速運動.

由0～t1時刻，金屬細棒cd做勻加速運動，則

v1＝at1＝gt1sinθ

根據兩個過程電動勢相等，則

解得

再由

解得

5 結束語

我們不是說 “二級結論”不好、不能用，而是要理解它的來龍去脈，在使用前要作必要的判斷，看題意是否滿足使用這個結論的條件.同時在平時的練習中也要有意設計一些專門針對“二級結論”的問題，讓學生做出錯誤的解答，掉進設計的“陷阱”，從而促進學生對這類問題的思考和判斷.

物理是一門學科，之所以稱之為“物理學科”，都應當注重“物理的學科本原”，要深入到情境性問題所涉及到的實質性問題，讓學生學習到物理學科的本質.要超越對于技巧性問題的過度追求，否則學生掌握的不是物理知識而是應試技巧.