一道错解题引发的思考～

《一道错解题引发的思考～》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、一道错解题引发的思考〜在中学物理电磁感应一章的教学中，往往会碰到这样一类问题:如图1所示，光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，抛物线的方程是y=x2,下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y=a的直线(图中的虚线所示).一个质量为m的小金属块从抛物线上y=b(bgt;a)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是A)mgb.(B)mv2/2+mgb.(C)mg(b~a).(D)mg(b-a)+mv2/2.错解分析：小金属块下滑在进入、滑出磁场时，回路磁通量变化，产生感应电流，使物块部分机械能转化为电能，发热；而在磁场内运动过程，回

2、路磁通量不变，无感应电流产生，不消耗电能.小金属块每进出磁场一次，损失一部分机械能，所以最终物块将在磁场区来回滑动，最高点在磁场边缘虚线处.根据功能关系，损失的机械能AE机=mg(b-a)+inv2/2转化为电热.选(D).解题反思:此题在多种参考书中均有出现，并往往作为典型题目来讲.平时教师分析多与上述分析相同，选答案(D)正确.但笔者认为，上述分析有欠妥当.我们知道，电磁感应中产生感应电流的条件是：闭合回路，且回路磁通量发生变化，当△0=0时，I感=0,回路无电能消耗.但回路△①=0时，是否回路一定没有电能消耗呢?答案是否定的.如图2(甲)所示，如线框abed在外力作用下，

3、在匀强磁场中向右加速前进，虽然回路磁通量不变，总回路I感=0,但对部分电路导线ab、d来讲Uab=BLv，v变大，Uab电压始终在变大，导线ab、cd中始终有电流通过，存在电能的转化和消耗.如导线ad、be间加上电容［如图2（乙）所示，则电容始终在充电.所以电磁感应现象中，当回路A0=0时，部分电路中可以存在持续的感应电流，可以有电能的转化和消耗.正解思路:如图3所示，金属块滑入、滑出磁场时，回路产生感应电流，存在电能的转化和消耗，在磁场区内滑行时，金属块可等效为一个个矩形线框叠合而成，研宄最外层线框abed（其他层类似），导线ab段、cd段各点线速度不同，线框做变速运动，可使

4、导线ab、cd存在持续的电流，因线框来回运动，电流方向也将发生改变，线框部分电路存在持续交变电流.在磁场区内运动时，金属块的机械能也将损失,转化为电能，以电热形式消耗.所以最终金属块将停在0点.全过程产生焦耳热为mgb+mv2/2.故选（B）正确.分析拓展:可见在电磁感应现象中，回路磁通量不变，而部分电路因作变速运动，存在持续的感应电流.则必有电能的转化和消耗.如图4所示，金属线框abed，用一根绝缘细线挂在0点，使金属线框绕竖直线⑻'来回摆动，中间有一垂直向外的匀强磁场区.线框在磁场内运动时，虽然磁通量不变，但部分电路，导线ab、dc中各点线速度不同，且在做变速运动，方向也在

5、周期性变化，所以存在持续电流，使机械能不断转化为电能，最终线框将静止在最低点.如图5所示，线框abed下落，进入磁场区.当线框完全进入磁场区时，并非以重力加速度g匀加速，而是做加速度alt;g的加速运动，导线ac、bd因变速运动，存在持续的电流，存在向上的安培力作用.线框在磁场中下落时，部分机械能要转化为电能.从以上几个例子可以看出，在平时的教学中，教师往往过分强调：“当回路中磁通量不变时，回路无感应电流，不存在电能的转化和消耗”.碰到上述几种情况，则要作特例说明，揭示出感应电流产生的根本原因，体会回路整体感应电流和部分导体的感应电流的区别，理解回路中电能的转化和消耗.教师不能

6、把一些常见的结论，任意地推广、扩展.在分析运用时，要注意特例的剖析，在理解共性的同时，注重问题本质的探究，体会规律的内含.这样知识传授的过程中才不会出错，学生才能更深刻地来掌握知识，理解规律，提高学习的效率.