用微元法解电磁学问题

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1、36卷第2期物理教学Vo1．36NO．22014年2月PHYSICSTEACHINGFeb．2O14JTI微元法解电磁学问题邵伟红(江苏省扬州中学江苏225009)摘要本文论述用微元法解电磁学问题，认为学生对电磁学中各物理量的定义式已非常了解，教师只要正确引导，就可使学生掌握微元法解题。关键词电磁学微元法金属导轨文章编号1002—0748(2014)2—0052中图分类号G633·7文献标识码B电磁学中的“微元法”并不神秘，其主要思路为行且在同一个水平面上。其中c以右的水平段也“微元求和”，涉及的

2、物理量主要有电量、时间、速度、是光滑的，而c以左的导轨则是粗糙的。在c边加速度、位移等，这些物理量的基本定义式和相关变界左侧，有方向竖直向上、磁感应强度大小为B的形公式，高三的学生都已非常熟悉。教师只要做到磁场，设磁场区域足够大。一根质量为，长度大于“正确引导，恰当归类，适量练习，稳步推进”，学生的d的金属棒n6垂直于斜面导轨，从到NQ距离为z“学”就可变得轻松。的地方由静止释放。金属棒与水平导轨c左侧粗1．正确引导：以“基本概念”和“基本规律”为教糙部分之间的动摩擦因数为，金属棒及导轨的电学中心

3、，紧扣物理量的基本定义及其变形式，围绕最阻均不计。当金属棒向左滑人c边界后滑行了一基本的物理定理、定律，用最基本的解题思路与方法段距离z。停下。求：(1)电阻尺上产生的焦耳热；进行解题；(2)流过电阻R的电荷量；(3)金属棒在磁场中滑行2．恰当归类：或按知识内容，或按方法思路，或的时间。按难易程度，将看似繁杂的习题进行归类处理，将某分析与解本题在第(3)问求解过程中需要用一道题的求解转换为某一类题的求解；到t一∑At，z一∑Ax，Av一∑Av，求解3．适量练习：练习的根本目的主要有两个，一如下：是

4、掌握知识内容，二是对知识内容的熟练运用，题量(3)金属棒n6下滑过程中机械能守恒，设金属应以目标达成为宗旨，绝不搞题海战术；棒刚滑到导轨水平段的速度为，则～：一4．稳步推进：按照由少及多、由易到难的原则，演练时循序渐进，逐步增加题涉知识点、解题步骤、mglsin0，滑人导轨水平段时的速度。一解题思路和方法，稳步提升学生的解题能力。~／2g／sin0，进入磁场后金属棒受到滑动摩擦力和下面选取在电磁学“微元法”解题中使用的一些安培力的作用，方向均向右，根据牛顿第二定律题例来加以说明。一／#ng—Bid

5、一，电流一Bdv，即一,o~ng一一、微元引入通过t一At，z一∑，Av一∑Av等·一，变形得一g△一一公式体现微元求和思想may，对进入磁场后的运动全过程求和得[例题1]如图1所示，光滑金属导轨MN、一／~yng∑△￡一∑一∑△，即一g￡一PQ平行相对，间距为d，B2d2百z。=：=一删。，在磁场中的运动时间与水平面成角。M、P之间接有阻值为尺的电B。dz。一、／／2sin阻。足够长的金属导轨一g~angR水平段NN和QQ也平图1[参考答案：(1)Q===mglsin一g。；(2)q一36卷第2

6、期物理教学距0为口的地方以速度。匀警一B2dgzXo]速滑至距0为b的地方，不计二、简单应用感应电流间的相互作用。(1)将微元求和运用到一个物理量的基本定义式或证明：滑杆在磁场中做匀速运变形式(涉及两个微元公式)动时，电流的大小保持不变；[例题2]如图2所示，竖直平面内有一边长(2)求匀速运动过程中任一时Q图3为L、质量为m、电阻为R的正方形线框在竖直向下刻的拉力的功率；(3)若在距0的匀强重力场和水平方向的磁场组成的复合场中以为b处撤去外力，则滑杆向前滑行多远停下?初速度水平抛出。磁场方向与线框

7、平面垂直，磁分析与解本题在第(3)问求解过程中需要用场的磁感应强度随竖直向下的z轴按B—B。+kz到Av一∑△z=∑(vAt)，求解如下：的规律均匀增大。已知重力加速度为g。求：(1)线(3)撤去外力后，设滑杆向前滑行的距离为z。，框竖直方向速度为。时，线框中瞬时电流的大小；某时刻滑杆有效切割长度为L，滑杆的速度为，加(2)线框在复合场中运动的速度为n，电流为J，据牛顿第二定律，得一BIL一最大电功率；(3)若线框从f电流一一，得一下BzL1v一，开始抛出到瞬时速度大小l，JL取一小1rrr达到所

8、经历的时间为t，×l×××xxx×xx段时间△，速度微小变化量为Av，回路面积微小增那么线框在时间t内的总t加量为AS，则位移大小。图2分析与解本题在第(3)问求解过程中需要用一∑旦△一∑△，一B2∑△s—m∑△，到t一∑At，z一∑(vAt)，求解如下：一[(6+zo)tan30。一btan30。]==：0一0，(3)线框从抛出到速度达到的过程中由牛—————一顿第二定律得mg一△B儿一懈一mdaTd，得。一√+一6。∑△一∑△—厢[参考答案：(1)一；(2)P一；mg一△z一蹄