慎用物理二级结论

杨学切＊

（福建省厦门第一中学 福建 厦门 361003）

有人曾说过“真理再向前跨出一步就是谬误”，也就说，真理也有它的适用范围.发现近年来无论是高考还是高考模拟试卷，出卷专家出了一些专门针对盲目运用二级结论的试题，当我们应用这些二级结论去进行解答时会发现昔日的法宝不灵了，若用了这些二级结论反而会得出错误的结果.以下举例说明，以期抛砖引玉.

1 关于电磁感应中q＝n

【例1】如图1所示，两条足够长的光滑平行导轨，两导轨间距为L＝0.5m，左右两端分别连接电阻值为R1＝3Ω，R2＝6Ω的电阻，磁感应强度为B＝0.25T的匀强磁场垂直导轨所在平面；一根电阻值为r＝1Ω的金属棒在导轨上以速度v＝2m／s向右匀速运动.求在Δt＝4s时间内通过电阻R1的电荷量？

图1

错解：在Δt＝4s时间内磁通量的变化

回路总电阻为

所以，在Δt＝4s时间内通过电阻R1的电荷量

正确答案：需要进一步求解，在Δt＝4s时间内通过电阻R1的电荷量

代入数据得

2 关于电磁感应中FA＝

【例2】在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图2所示，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大.一个半径为r，质量为m，电阻为R的金属圆环垂直磁场方向，以速度v0从如图所示位置运动，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，圆环的速度为，则下列说法正确的是

图2

错解：选B；由将本题

代入安培力

结合

错因分析：对二级结论FA＝ 来源不清，理解不透；本二级结论是指单根导体棒在匀强磁场中做切割运动时受到安培力大小.本题有左右半圆在各自磁场中做切割运动，各自产生电动势，而且两个感应电动势相当于两个电源串联.

正确答案：选C.

3 关于恒定电路中动态变化“串反并同”

【例3】如图3所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个灯泡L1，L2和电阻R0，滑动变阻器电阻R，电压表和电流表均为理想电表，输电线的电阻均不计.滑动变阻器触头P向右移动的过程中，以下说法中正确的是

A.灯泡L1变暗、灯泡L2变亮

B.电压表示数变小

C.电流表的示数变大

D.电阻R0上消耗的功率变小

图3

错解：选A，B，C；滑动变阻器触头P向右移动，滑动变阻器电阻接入电路的电阻值变小，与它“串联”有灯泡L2，电阻R0、电流表，则灯泡L2变亮、电阻R0上消耗的功率变大、电流表的示数变大；与它“并联”有灯泡L1，电压表，则灯泡L1变暗、电压表示数变小.综合以上“串反并同”分析，正确答案选A，B，C；

错因分析：对二级结论“串反并同”随意推广.没有懂得结论的实质，是闭合电路中电源的内阻存在导致外电路的阻值变化而引起各部分电路的电压、电流、功率等变化.对于变压器，它的输出电压与负载阻值是否变化是无关的，本题理想变压器的副线圈上的输出电压是恒定的.学生乱用二级结论“串反并同”，导致在此类解题中时而正确时而错误，感到迷茫.

正确答案：选C.

4 关于楞次定律的效果判断“增缩减扩”

【例4】如图4所示，光滑水平面上有一个圆形导体环a，圆形导体环a的中心有一个圆形区域的磁场，圆形区域的面积小于圆形导体环a的面积，磁场方向垂直水平面向里，当圆形区域的磁场的磁感应强度均匀增大时，

A.圆形导体环a上没有感应电流，也没有收缩或扩张的趋势

B.圆形导体环a上有感应电流，但没有收缩或扩张的趋势

C.圆形导体环a上没有感应电流，但有收缩的趋势

D.圆形导体环a上有感应电流，也有收缩的趋势

图4

错解：选D；当圆形区域的磁场的磁感应强度均匀增大时，圆形导体环a的磁通量增加，为了阻碍磁通量增加，所以它有收缩的趋势欲使面积减小.

错因分析：关于楞次定律的效果判断“增缩减扩”“来拒去留”等其本质原因是感应电流在原磁场中受到安培力的作用效果.本题中圆形导体环a虽有感应电流，但是它所处的位置没有磁场，也就是没有受到安培力的作用.甚至有些物理情景下还是“增扩减缩”的情况出现.

正确答案：选B.

5 电磁感应中回路产生的焦耳热等于导体克服安培力做功

【例5】如图5（a），足够长、平行光滑导轨，间距为l，固定在倾角为θ的斜面上.在导轨下端区域Ⅰ内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B0（未画出）；沿斜面的长度为 Ⅰ 的区域 Ⅱ 内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图5（b），图中B0与t1为已知量.t＝0时刻在轨道上端的金属细棒cd从如图位置由静止开始沿导轨下滑，直至到区域Ⅱ的下边界EF处，在此过程中，位于区域Ⅰ内，另一质量为m金属细棒ab在导轨上始终静止不动.导轨电阻不计，两棒均与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g；求cd棒开始下滑至下边界EF的过程中回路中产生的热量Q.

图5

错解：cd棒开始下滑至下边界EF的过程中回路中产生的热量Q等于cd棒在此过程中克服安培力所做的功.

对cd棒 F安＝mgsinθ

所以

Q＝W安＝mglsinθ

错因分析：错因一，误用电磁感应中回路产生的焦耳热等于导体克服安培力做功的结论，此结论只适用与导体棒在磁场中做切割运动产生动生电动势时计算纯电阻回路产生的焦耳热.本题中零到t1时刻过程是由于磁场的变化回路产生感生电动势，不存在cd棒克服安培力做功；错因二，对cd棒F安≠mgsinθ，可能学生误以为cd棒质量为m，题目中cd棒质量未知的；也可能学生没有注意到区域Ⅱ中磁感应强度在t1时刻开始不等于区域Ⅰ中磁感应强度B0.

正确解答：对ab棒分析：B0Il＝mgsinθ

金属细棒ab在导轨上始终静止不动，则电流恒定，电动势恒定，而且金属细棒cd在t1时刻进入磁场，做匀速运动.

由0～t1时刻，金属细棒cd做匀加速运动，则

v1＝at1＝gt1sinθ

根据两个过程电动势相等，则

解得

再由

解得

5 结束语

我们不是说 “二级结论”不好、不能用，而是要理解它的来龙去脉，在使用前要作必要的判断，看题意是否满足使用这个结论的条件.同时在平时的练习中也要有意设计一些专门针对“二级结论”的问题，让学生做出错误的解答，掉进设计的“陷阱”，从而促进学生对这类问题的思考和判断.

物理是一门学科，之所以称之为“物理学科”，都应当注重“物理的学科本原”，要深入到情境性问题所涉及到的实质性问题，让学生学习到物理学科的本质.要超越对于技巧性问题的过度追求，否则学生掌握的不是物理知识而是应试技巧.