等效替代法在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用

（天津靜海一中 天津 256600）

一、等效替代法在電磁感應(yīng)知識點教學(xué)中的步驟分析

在電磁感應(yīng)的學(xué)習(xí)中，無論是感生電磁感應(yīng)還是動生電磁感應(yīng)，由于磁場和切割磁場的導(dǎo)體的運(yùn)動情況的變化的影響，很容易影響我們對電路的判斷，因此，在我學(xué)習(xí)的過程中發(fā)現(xiàn)等效替代法在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用尤為重要。等效替代法是在保證某種關(guān)系相同的前提下，將復(fù)雜的物理問題和物理過程用等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程代替來研究和處理的方法。等效替代法是我們同學(xué)們在學(xué)習(xí)物理過程中常用的方法。在我學(xué)習(xí)和解題的過程中，認(rèn)識到巧妙地運(yùn)用等效替代法能夠有效的將題目“化繁為簡”，輕松擊破。因此我逐漸總結(jié)出了一套比較完整的運(yùn)用等效替代法處理問題的步驟：

1.分析題目考查點的本質(zhì)特性。

2.在對本類知識點有較強(qiáng)的認(rèn)識前提下，聯(lián)想并尋找適當(dāng)?shù)拇嫖铩?/p>

3.思考替代物的特性及規(guī)律。

4.將替代物的規(guī)律運(yùn)用到原題中。

5.利用替代物遵循的規(guī)律、方法求解。

等效替代法的理論分析步驟需要結(jié)合相應(yīng)的實踐進(jìn)行，在解答相應(yīng)的物理電磁感應(yīng)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，借助有效的電磁感應(yīng)理論，從基礎(chǔ)內(nèi)容出發(fā)，為完善有效的電磁感應(yīng)內(nèi)容及相應(yīng)的發(fā)展思路進(jìn)行分析，實現(xiàn)基于電磁感應(yīng)教學(xué)內(nèi)容的有效分析。

二、等效替代法在電磁感應(yīng)教學(xué)中的應(yīng)用

等效替代法經(jīng)常被應(yīng)用于物理實驗中測量電阻和測量力的性質(zhì)，下面我將通過一道動生電磁感應(yīng)的題目來探索等效替代法在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用：

例題：如圖所示，足夠長的平行光滑導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌間距為L=1m，其右端連接有定值電阻R=22?，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場中。一質(zhì)量m=2Kg的金屬棒在恒定的水平拉力F=10N的作用下，在導(dǎo)軌上由靜止開始向左運(yùn)動，運(yùn)動中始終與導(dǎo)軌垂直。導(dǎo)軌及金屬棒的電阻不計，下列說法正確的是__________。

A.產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向在金屬棒中由a指向b。

B.金屬棒向左先做加速后減速運(yùn)動直到靜止。

C.金屬棒的最大加速度為5m/s2。

D.水平拉力的最大功率為200W。

分析：此題的關(guān)鍵在于將運(yùn)動的a看作電路中的電源的同時注意電路內(nèi)電阻的問題。電阻問題如果分析不好則可能解題思路不清晰，遺漏重要得分點。這種情況下，可將外電路電阻看作電源內(nèi)阻，將電源本身內(nèi)阻與外電路中與問題無關(guān)的電阻合并，組成新的電源內(nèi)阻，并且在電源總的電動勢不變的情況下，組成新的電源，即電源內(nèi)阻為R(a)+R。原用等量代換的方法之后，考慮問題則清晰。

解答：A.金屬棒向左運(yùn)動切割磁感線，根據(jù)右手定則判斷得知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向由a到b，故A正確。

B.金屬棒所受的安培力先小于拉力，棒做加速運(yùn)動，后等于拉力做勻速直線運(yùn)動，速度達(dá)到最大，故B錯誤。

C.根據(jù)牛頓第二定律得：F=ma(B2L2v)/R，可知，棒的速度v增大，加速度a減小，所以棒剛開始運(yùn)動時加速度最大，最大加速度為：a(m)=F/m=10/2=5，故C正確。

D.設(shè)棒的最大速廈為v(m)，此時a=0，則有：F=(B2L2v(m))/R，所以水平拉力的最大功率為：P(m)=Fv(m)=10x20W=200W，故D正確。故選：ACD。

三、結(jié)語

分析電路是我們在學(xué)習(xí)和做題時常常會遇到的比較棘手問題，某些外電路電阻經(jīng)過我們分析之后常常是與電路電流無關(guān)的，僅僅起到迷惑我們的作用。如果我們能在分析電路問題中如電磁感應(yīng)類型題目巧妙地運(yùn)用等效替代法，則將簡化電路，大大降低題目的難度。通過等效替代法的合并、刪繁就簡，我們才能夠清除了眾多的干擾電器，繞過了糾結(jié)的條件，求得最終結(jié)果。因此，我們在學(xué)習(xí)和解題過程總要舉一反三，理解各知識點的聯(lián)系，才能將等效替代的思想巧妙靈活地運(yùn)用，提高解題效率。