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在进行考试的复习时,对所学的基础知识进行系统的梳理是很重要的,但同时也不能忽视对一些典型的解题思想、方法的总结。在电磁感应、交流电部分,蕴含着非常丰富的物理思想与方法,试举几例,以起到抛砖引玉的作用。
一. 妙“补”
对有些不规则或不闭合的导体切割磁感线的问题,可以采用填补法来加以解决。
例1. 如图1所示,半径为r的半圆形金属导线处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈所在平面,试求导线在下列情况中产生的感应电动势:
(1)导线在自身所在平面内,沿垂直于直径OO’的方向以速度v向右匀速运动。
(2)导线从图示位置起,绕直径OO’以角速度 匀速转动。
解析:(1)假设另有一直导线OO’以同样的速度v向右匀速平动,由于半圆形导线OAO’和直导线OO’在相同的时间内切割的磁感线相等,所以在产生感应电动势这一点上,半圆形导线OAO’与直导线OO’等效。从而可得: 。
(2)假设用直导线将O、O’连结形成闭合回路OAO’O,使其以同样的角速度 绕OO’匀速转动,由于直导线OO’是转轴,不切割磁感线,所以半圆形导线OAO’与闭合回路OAO’O产生的感应电动势相等,从而由 可得: 。
二. 等“效”
等效思想是在效果等同的前提下,通过相互替代把复杂的物理现象、物理过程转化成简单的物理现象、物理过程,从而使问题便于研究和处理的一种科学思维方法。运用等效思想,可使问题化繁为简,化难为易。
在电磁感应中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路就相当于电源。确定电源后,就可以画出等效电路,将电磁感应问题转化为电路问题,再结合电路规律就可以将问题解决。
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