到底哪个时间出了错

王志军 庄斯灿

(安福县中学 江西 安福 343200 )

正确把握物理概念、寻求物理规律是解决物理问题的关键.在一次物理测试中，有这样一道电磁综合题，由于概念问题，多数同学犯了一种很隐蔽的错误.

【题目】如图1所示，将两条倾角θ=30°，宽度l=1 m的足够长的“U”形平行的光滑金属导轨,固定在磁感应强度B=1 T，范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下.用平行于导轨的牵引力F,拉一质量m=0.2 kg，电阻R=1 Ω放在导轨上的金属棒ab，使之由静止沿轨道向上运动，牵引力的功率恒为P=6 W.当金属棒移动x=2.8 m时，获得稳定速度，此过程金属棒产生热量Q=5.8 J，不计导轨电阻及一切摩擦，取g=10 m/s2.求：金属棒从静止至达到稳定速度时所需的时间.

图1

分析：金属棒向上运动，切割磁场线，产生感应电流，形成沿斜面向下的安培力，即加速度为

随v的增大，a减小.当a=0时，v达稳定速度，代入数据得出

v=2 m/s

错解：设金属棒从静止至达到稳定速度时所用时间为t，由法拉第电磁感应定律得

(1)

(2)

(3)

(3)式代入数据得出

正解：由功能关系知

(4)

而安培力做功转化为热量Q，即

(5)

(5)式代入数据解得

t=1.5 s

诊断：两种结果不同，错误出在哪里？

错解是从电流的热效应出发，正解是从功能关系处理，由错解的(2)、(3)两式中的I可以看出，前者代表电流的平均值，而后者代表的是有效值，因为有效值是根据电流的热效应定义的，即有效值与能量紧密联系，因此错解中,错误地把电流的平均值和有效值的概念混为一谈，其错误就出在此处.