高中物理電磁感應問題的解題技巧

1引言

由于電磁感應問題往往涉及多個知識點的綜合運用，學生在解題時常常感到困難.因此，掌握有效的解題技巧對于突破這一難點至關重要.

2電磁感應中的電路問題

例1如圖1所示，在水平面上放有足夠長的光滑導軌 abc 和 de ，其中 ab 段平行于 _de，bc 是圓弧導軌，圓心為 O ，劣弧 bc 和扇形Obc內有垂直于導軌平面的勻強磁場，方向如圖1所示，電阻為 r 的導體桿 OP 的 O 端與 e 點用導線連接， P 端與 bc 接觸良好.起初時電阻為 R 的導體桿MN靜止在導軌上，若OP在外力作用下在磁場中繞 O 點從 b 到 c 勻速轉動的過程中，整個回路中一直有電流，在這個過程中 MN 一直與導軌接觸良好且垂直，下列選項正確的是（ ）

（A）MN向右運動.

（B）MN兩端的電勢差減小.

（C）外力對 OP 做功功率變小.

（D）MN所受安培力大小不變.

解析 繞 O 點從 b 到 c 轉動過程中，由右手定則，感應電流方向從 O 到 P ，從 M 到 N ，再由左手定則， MN 受到的安培力向左，向左運動，（A）錯誤.

由于MN向左運動，產生的反電動勢 BLv，MN 受到向左的安培力，所以 MN 的速度 v 增大.設 OP 長度為 d ，則電路中總電動勢 -BLv ，電流 ，MN兩端的電勢差 U=IR ，由MN的速度 v 增大，得 E 減小， I 減小， U 減小，（B）正確.

電流變小， OP 所受安培力變小，又因其做勻速轉動，所以外力的功率變小，（C）正確.

MN的安培力大小 F_Z=BIL ，因為 I 減小，所以 減小，（D）錯誤.

點評MN 向左平動切割磁感線，產生的電動勢為 E₁=BLv，M 端為電源的正極， OP 順時針旋轉切割磁感線，產生的電動勢為 =Bd2ω，P端為電源的正極，因此，電路中總電動勢 BLv .只有認清回路，才能準確求解電動勢和回路的電流，進而求解其他問題

3電磁感應中的動力學問題

例2如圖2所示，在絕緣水平面上固定有兩足夠長的光滑平行導軌，導軌電阻不計，間距為 L ，空間內有磁感應強度為 B 、方向垂直軌道平面向里的勻強磁場.起初時有兩導體桿垂直導軌保持靜止，其中ab質量為 ψ_m ，電阻為 R，cd 電阻不計，其間接有一個電容為 C 的電容器（板間距 dlt;m .現垂直 ab 施加一大小為 F 、方向水平向右的恒力，經足夠長時間，待系統(tǒng)穩(wěn)定時，下列選項中正確的是

（A）ab 與cd加速度相同.（B）ab 加速度大于cd加速度.（C）cd 的加速度為 1 ·（D）cd 的加速度為

P C a Q × × × + × × × X × × × × M d b N

解析 待系統(tǒng)穩(wěn)定時， ab 和 cd 的速度差保持

不變，設 ab 的速度為 v₁ 時， cd 的速度為 v₂?a_ab=

回路中產生的感應電動勢為 E= 、

BL（v₁-v₂） ，電容器充電，電流為 （204號 由 C=

ΔU=E ，得

C BL（a_ab-a_cd）① ，對 ab ，有 F-BIL=ma_ab② ，對

cd ，有 ，由 ①②③ 得 a_ab=

2mB2LC+m2，可知ab的

加速度大于 cd 加速度，（A）錯誤，（B）正確；ab 的加速度為 2mB2L2C+m，（C）錯誤；cd 的加速度為 2mB2L2C+m2，（D）正確.

點評桿在外力作用下做切割磁感線運動時，先分析運動情況，再根據運動情況分析電動勢和電流，進而確定安培力和加速度.但回路中如果存在電容器，就需要根據電動勢的變化情況分析電容器的充放電情況，根據電流的定義式求解感應電流，進而求解安培力和加速度.

4電磁感應中的能量問題

例3如圖3所示，單匝線圈ABCD在外力作用下第一次以速度 v 向右進入勻強磁場，第二次以2v 的速度進入同一勻強磁場.下列選項正確的是

（A）兩次進入時線圈中的電流之比為 =（B）兩次進入時線圈中的電流之比為 （C）兩次進入時外力的功率之比為 （D）兩次進入過程中線圈中產生的焦耳熱之比為 解析 根據題意有 （204 得 ，（A）錯誤，（B）正確；線圈勻速進入磁場時，外力大小等于安培力的大 （204號 小 ，可知 ，（C）錯誤；線圈產生的熱量為 ，所以 （D）正確.

點評電磁感應問題中，焦耳熱的求解方法很多.若電流恒定，可根據焦耳定律求解；若電流變化，可根據功能關系求解；若功率確定或安培力恒定，可根據安培力做功求解，

5結語

高中物理電磁感應問題綜合性強，解題技巧多樣.通過對典型例題的分析，本文總結了處理電磁感應中電路、動力學和能量問題的技巧.在教學中，教師應注重基礎知識的傳授和解題方法的指導，培養(yǎng)學生的綜合能力，幫助學生掌握有效的解題策略，提高學生解決電磁感應問題的能力，從而使其更好地應對高考和未來的學習生活.

參考文獻：

[1]劉海霞.高中物理電學知識的學習難點及解題技巧[J]甘肅教育，2024（24）：125—128.

[2]張海明.淺析高中物理電磁感應解題技巧[J].數理化解題研究，2020（1）：88-89.