电磁感应中“单杆”切割类问题的分类探析

张伟龙

“电磁感应”是中学物理教材中重要的一章．该章内容综合性较强,难度较大,既是学生学习的难点,又是各类考试的热点．该章知识逻辑性很强,可综合概括为“一、二、三、四”，即一个概念——磁通量,二个定律——楞次定律和法拉第电磁感应定律,三个定则——右手螺旋定则、左手定则和右手定则,四种问题——力电综合问题、场路结合问题、图象问题和能量动量问题．其中“切割类”的电磁感应问题是力电综合问题中最为典型的形式,这类问题涉及的知识点较多,解题程序较复杂,综合性较强．为帮助同学们更好地理解并掌握此类问题的解决方法,现就有关的解题思路和“切割”形式作分类探析．

1 解题思路

如图1所示.

图1

2 分类探析

如表1、表2所示.

表1

续表

表2

(1)求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x=0.8 m处的电势差UCD;

(2)推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式;

(3)求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热．

图2

F=BIl+mgsinθ=12.5-3.75xm (0≤x≤2)．

图3