高中物理電磁感應知識的應用解析

蒙之團

摘 要：電磁感應是高中物理的重點知識。為提高學生應用電磁感應知識解答物理習題的靈活性，促進其物理解題能力的提升，應注重結合具體問題為學生講解電磁感應的具體應用，深化其對電磁感應知識理解的同時，使其掌握與積累相關的應用經(jīng)驗與技巧。

關鍵詞：高中物理;電磁感應;應用;解析

高中物理電磁感應部分涉及的知識點較多，不僅要求學生準確的記憶，更要能夠具體問題具體分析，實現(xiàn)靈活的遷移與應用。教學中應注重為學生創(chuàng)設相關的問題情境，剖析相關的應用思路與過程，給學生帶來良好的應用示范，鍛煉其思維的靈活性，使其在以后的應用中少走彎路。

一、在基礎情境中的應用

例1，在等邊三角形的三個頂點a、b、c各有一條長直導線垂直穿過紙面，導線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖1所示，過c點的導線所受安培力的方向為（ ）

A.與ab邊平行，豎直向上

B.與ab邊平行，豎直向下

C.與ab邊垂直，指向左邊

D.與ab邊垂直，指向右邊

該問題較為常規(guī)，主要考查左手螺旋定則、左手定則、磁場疊加知識。通過講解該題目培養(yǎng)學生應用電磁感應知識解題的自信。運用左手螺旋定則判斷出通電導線在c處的分磁場方向，由磁場的疊加原理，判斷出a、b在c處的總磁場方向。然后運用左手定則判斷出c中通電電流在a、b合磁場中的安培力。由幾何知識可知分磁場在c處的磁場方向夾角為60°且大小相等，因此，合磁場方向平行于ab向下，由左手定則可知安培力的方向垂直ab方向指向左邊，選C。

應用評價：根據(jù)電流方向判斷磁場方向、根據(jù)磁場判斷安培力的方向等是電磁感應知識最為基礎的應用。應用時需熟練應用左手螺旋定則、左手定則，并根據(jù)幾何知識、磁場疊加原理等做出正確的判斷。因磁場為矢量，因此疊加時遵循平行四邊形法則。

二、在電路情境中的應用

例2，如圖2所示，導體桿op在作用于op中點且垂直于op的力作用下，繞o軸沿半徑為r的光滑的半圓形框架在勻強磁場中以一定的角速度轉動，磁場的磁感應強度為B，ao間接有電阻R，桿和框架電阻不計，回路中的總電功率為P，則（ ）

A.外力的大小為2Br

B.外力的大小為Br

C.導體桿旋轉的角速度為

D.導體桿旋轉的角速度為

設導體桿轉動的角速度為w，則導體桿轉動切割磁感線產(chǎn)生的磁感應電動勢E=Br2w，I=E/R，則P=EI。設維持導體桿勻速轉動的外力為F，則P=，v=rw，聯(lián)立得到F=Br，w=，綜上可知正確選項為C。

應用評價：旋轉導體圍繞某一點做切割磁感線運動時，可用中點的線速度代替其切割速度，則其產(chǎn)生的感應電動勢E=BL=Br2w。同時，應根據(jù)所求問題，積極聯(lián)系相關知識，巧妙的設出相關參數(shù)，建立相關的參數(shù)方程進行求解。

三、在新穎情境中的應用

例3，用一段橫截面半徑為r，電阻率為ρ，密度為d的均勻導體材料做成一個半徑為R（r<

A.此時在整個圓環(huán)中產(chǎn)生了（俯視）順時針的感應電流

B.圓環(huán)因受到了向下的安培力而加速下落

C.此時圓環(huán)的加速度a=

D.如果徑向磁場足夠長，則圓環(huán)的最大速度vm=

圓環(huán)向下切割磁桿線運動，由右手定則可知，圓環(huán)中感應電流的方向為順時針方向（俯視），A正確。再由左手定則可知圓環(huán)受到安培力方向向上，B項錯誤。圓環(huán)中感應電動勢為E=B·2πR·v，感應電流I=E/R'，電阻R'==，得到I=，圓環(huán)受到的安培力為F=BI·2πR=圓環(huán)的加速度a==g-。圓環(huán)的質量m=d·2πR·πr2，解得a=g-，C項錯。當mg=F時加速度a=0，速度最大vm=，D項正確。

應用評價：應用電磁感應知識分析新穎問題需沉著冷靜，注重運用右手定則、左手定則正確判斷感應電流、安培力方向。同時，分析圓環(huán)的加速度、最大速度應進行受力分析，準確把握圓環(huán)的受力情況，運用運動知識解答。圓環(huán)下落做加速度減小的加速運動，直到重力與安培力平衡，加速度為零速度達到最大。

結束語

高中物理教材中的電磁感應知識并不難掌握，但要想靈活應用，正確解答相關問題并非易事，需要學生深入理解，把握電磁感應本質，才能以不變應萬變。教學中為幫助學生樹立應用自信，提高應用的靈活性，應做好相關問題情境的設計，通過應用講解與評價，使其更好的掌握不同問題情境的解題思路以及解題注意事項。

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