電磁感應(yīng)中的電路問題在高考中如何處理

王艷雪

摘 要：物理是高考的重要科目，所占的比重比較大，準(zhǔn)確認(rèn)知高考中物理考試的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題，不僅對(duì)教學(xué)具有指導(dǎo)性，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)也有顯著的幫助。就目前的考點(diǎn)分析來看，物理高考中比較常見的內(nèi)容有電磁感應(yīng)，而關(guān)于電磁感應(yīng)，比較熱門的又是電路問題，因?yàn)殡娐穯栴}不僅僅能夠?qū)﹄姶盼锢矸矫孢M(jìn)行考核，還能夠考察力學(xué)方面的知識(shí)?？傊?，電磁感應(yīng)中的電路問題是高考中的熱點(diǎn)，所以分析具體問題的處理方法意義顯著。文章主要就電磁感應(yīng)中電路問題的處理做分析和研究。

關(guān)鍵詞：電磁感應(yīng);電路問題;高考

從目前的實(shí)例分析來看，電磁感應(yīng)當(dāng)中的電路問題既和電路的分析計(jì)算有著密切的關(guān)系，還和電容器、力的平衡以及功能有顯著的聯(lián)系，更和牛頓第二定律等知識(shí)存在著明顯的結(jié)合，所以電磁感應(yīng)中的電路問題是高考中比較熱門的內(nèi)容。簡單來講，電磁感應(yīng)中的電路問題解決需要學(xué)生具備形象思維和抽象思維能力、分析推理和綜合能力，因此說此類問題的整體綜合性是比較顯著的。下文以例題的方式呈現(xiàn)電磁感應(yīng)電路問題的基本解決方法。

例1：在勻強(qiáng)磁場中固定的正方形導(dǎo)線框abcd的各個(gè)邊長為L，其中的ab是一段電阻為R的均勻電阻絲，其余的三邊則為電阻可以忽略的銅線。勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，方向垂直紙面向里?，F(xiàn)有一段長度、粗細(xì)、材料均與ab相同的電阻絲PQ架在線框上，并以恒定的速度v從ad邊滑向bc邊，如圖所示，PQ在滑動(dòng)過程中與導(dǎo)線框的接觸良好，當(dāng)PQ滑過L/3的距離時(shí)，通過aP段電阻絲的電流是多大？方向如何？

解析：PQ對(duì)磁感線進(jìn)行切割會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，而依據(jù)題目的已知條件可得感應(yīng)電動(dòng)勢E=BLv。PQ作為電源，其電源電動(dòng)勢為E，R則是其內(nèi)阻。當(dāng)PQ滑過L/3的距離時(shí)外電路為L/3和2L/3的兩段導(dǎo)線的電阻則會(huì)形成并聯(lián)的狀態(tài)。等效電路如圖所示：

R外=

I總=

基于并聯(lián)電路的特點(diǎn)分析可知通過aP段電阻絲的電流為：

總

其方向是由P流向a。

例2：如圖所示，粗細(xì)均勻的金屬環(huán)的電阻為R，可以繞軸O轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬桿OA的電阻為R/4，桿長為L，A端與環(huán)相接觸，一阻值為R/2的定值電阻分別與桿的端點(diǎn)及環(huán)的邊緣連接，桿OA在垂直于環(huán)面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，以角速度ω順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，求電路中總電流的變化范圍？

解析：從具體的分析來看，OA棒轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，其為：

依據(jù)題目可以畫出本題目的等效電路圖（下圖），基于等效電路圖做分析可知金屬桿的等效電阻為：，電路的總電阻為：R總=，由于，所以當(dāng)Rx和Ry相等的時(shí)候，Rxy的最大值為;當(dāng)Rx=0或者是Ry=0的時(shí)候，Rxy的最小值Rxy=0。

通過金屬桿OA的電流為：

所以可以得到電流的變化范圍為：

從上面兩個(gè)題目的具體分析來看，電磁感應(yīng)的電路問題要對(duì)其做具體的解決，需要做好綜合知識(shí)的利用。相關(guān)的題目涉及的知識(shí)是多方面的，因此只要有一個(gè)細(xì)節(jié)出現(xiàn)問題，整個(gè)問題的解決均會(huì)受到影響。再者，在電磁感應(yīng)的電路問題解決時(shí)，需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)等效電路的應(yīng)用，因?yàn)楹芏鄷r(shí)候具體的題目解決都可以通過等效電路圖的構(gòu)建使問題簡化，因此掌握等效電路圖的具體性質(zhì)和特征十分的必要。

結(jié)束語：

綜上所述，在物理高考中，對(duì)電磁感應(yīng)的電路問題考核是比較常見的，因?yàn)槠淠軌蚰依ㄝ^多的內(nèi)容，而且也能夠考察學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合分析和應(yīng)用?？傊姶鸥袘?yīng)中的電路問題涵蓋內(nèi)容廣泛，準(zhǔn)確的掌握其解題方法和技巧，這對(duì)于簡化高考問題，提升正確率有非常顯著的價(jià)值。

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