高中物理:電磁感應中的幾種特殊思維方法

2021-02-25 高中物理

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等效法是在某種物理意義效果相同的前提下，通過相互替代把複雜的問題變換成簡單的問題來研究的一種科學思維方法。可使問題化繁為簡，化難為易。

例1. 如圖1所示，半徑為r的半圓形金屬導線處於磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直於線圈所在平面，試求導線在下列情況中產生的感應電動勢；

①導線在自身所在平面內，沿垂直於直徑的方向以速度v向右勻速運動。

②導線從圖示位置起，繞直線以角速度勻速轉動。

例2. 如圖2所示，磁感應強度為B的勻強磁場充滿在半徑為r的圓柱形區域內，其方向與圓柱的軸線平行，其大小以的速率增加，一根長為r的細金屬棒與磁場方向垂直地放在磁場區域內，杆的兩端恰在圓周上，求棒中的感應電動勢。

解析：設想在圓柱形區域內有一個內接的正六邊形，ab是它的一條邊。根據對稱性，金屬棒中的感應電動勢應是正六邊形迴路中感應電動勢的。所以，由法拉第電磁感應定律可得：

極端法就是極端思維方法。物理現象的產生、存在和變化，由於涉及的因素較多，牽掛的面較廣，變化過程較複雜，從而使問題難以求解。如果我們將問題推到極限狀態和極限值條件下進行分析研究，就會變得簡單且容易求解。

例3. 如圖3所示，磁感應強度為B的勻強磁場有理想界面，用力將矩形線圈從磁場中勻速拉出。在其他條件不變的情況下：（ ）

B. 線圈邊長越大時，拉力做功越多；

C. 線圈邊長越大時，拉力做功越多；

END

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