高中物理电磁感应问题中“等效电路”的构建误区

——以“部分切割”问题为例

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1“部分切割”问题中等效电路构建的典型误区

电磁感应综合题常需融合力学、电路与能量的交叉分析，而构建“等效电路”作为关键转化步骤，其核心在于：首先识别产生感应电动势的电源部分，明确是动生（导体切割磁感线）还是感生（磁通量变化）类型；继而依据公式 E=BLv （动生）或 E= n（感生）计算电动势大小，并通过右手定则或楞次定律判断方向；同时分析产生电动势的导体自身电阻作为内阻；最后明确外电路元件及其连接方式以构建完整回路.

在导体“部分切割”磁感线的动态情境中，学生易在“识别电源”和“确定电动势”环节陷入误区：一是整体性谬误，忽略仅切割磁感线的部分导体才是电源，误将整个导体棒或线框总长用于计算电动势；二是有效长度混淆，学生虽了解“部分切割”的含义，但会错误地将进入磁场的距离 d 等非实际切割长度用于电动势计算；三是多电源误接，在线框问题中对多个切割边产生的电动势，错误判断其串联或并联的连接关系.

本文将通过两个物理教学模拟题，具体剖析这些误区及相应的纠正策略.

1. 1 金属棒"零切割”陷阱一有效长度的瞬时性

例1如图1所示，光滑固定导轨水平部分MN、PQ平行，间距 L ，左端接阻值 R 的电阻，倾斜部分分布匀强磁场，方向竖直向下，磁感应强度大小为 B ，区域宽度大于 L .质量 ψm 、电阻 r 的金属棒 ab 初始时静置于磁场左边界外侧 s 处（ [S>0] ）时， ab 棒在外力作用下水平向右初速度 v0 匀速运动.

图1

求： （1）ab 恰好到达磁场左边界时（未进入），通过 R 的电流 I1 ，及棒两端电势差 U2

（2）ab 进入磁场，在倾斜导轨间宽度为 d 时（ ∇A 2 及 U2

学生在解答此题时，会出现以下常见误区，首先，学生认为只要 ab 棒在磁场边界附近运动就产生电动势，即认为此时E=BLu。（剩余1414字）