等效替代法在电磁感应中的应用

（天津静海一中 天津 256600）

一、等效替代法在电磁感应知识点教学中的步骤分析

在电磁感应的学习中，无论是感生电磁感应还是动生电磁感应，由于磁场和切割磁场的导体的运动情况的变化的影响，很容易影响我们对电路的判断，因此，在我学习的过程中发现等效替代法在电磁感应中的应用尤为重要。等效替代法是在保证某种关系相同的前提下，将复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的方法。等效替代法是我们同学们在学习物理过程中常用的方法。在我学习和解题的过程中，认识到巧妙地运用等效替代法能够有效的将题目“化繁为简”，轻松击破。因此我逐渐总结出了一套比较完整的运用等效替代法处理问题的步骤：

1.分析题目考查点的本质特性。

2.在对本类知识点有较强的认识前提下，联想并寻找适当的代替物。

3.思考替代物的特性及规律。

4.将替代物的规律运用到原题中。

5.利用替代物遵循的规律、方法求解。

等效替代法的理论分析步骤需要结合相应的实践进行，在解答相应的物理电磁感应内容的基础上，借助有效的电磁感应理论，从基础内容出发，为完善有效的电磁感应内容及相应的发展思路进行分析，实现基于电磁感应教学内容的有效分析。

二、等效替代法在电磁感应教学中的应用

等效替代法经常被应用于物理实验中测量电阻和测量力的性质，下面我将通过一道动生电磁感应的题目来探索等效替代法在电磁感应中的应用：

例题：如图所示，足够长的平行光滑导轨固定在水平面上，导轨间距为L=1m，其右端连接有定值电阻R=22Ω，整个装置处于垂直导轨平面磁感应强度B=1T的匀强磁场中。一质量m=2Kg的金属棒在恒定的水平拉力F=10N的作用下，在导轨上由静止开始向左运动，运动中始终与导轨垂直。导轨及金属棒的电阻不计，下列说法正确的是__________。

A.产生的感应电流方向在金属棒中由a指向b。

B.金属棒向左先做加速后减速运动直到静止。

C.金属棒的最大加速度为5m/s2。

D.水平拉力的最大功率为200W。

分析：此题的关键在于将运动的a看作电路中的电源的同时注意电路内电阻的问题。电阻问题如果分析不好则可能解题思路不清晰，遗漏重要得分点。这种情况下，可将外电路电阻看作电源内阻，将电源本身内阻与外电路中与问题无关的电阻合并，组成新的电源内阻，并且在电源总的电动势不变的情况下，组成新的电源，即电源内阻为R(a)+R。原用等量代换的方法之后，考虑问题则清晰。

解答：A.金属棒向左运动切割磁感线，根据右手定则判断得知产生的感应电流方向由a到b，故A正确。

B.金属棒所受的安培力先小于拉力，棒做加速运动，后等于拉力做匀速直线运动，速度达到最大，故B错误。

C.根据牛顿第二定律得：F=ma(B2L2v)/R，可知，棒的速度v增大，加速度a减小，所以棒刚开始运动时加速度最大，最大加速度为：a(m)=F/m=10/2=5，故C正确。

D.设棒的最大速厦为v(m)，此时a=0，则有：F=(B2L2v(m))/R，所以水平拉力的最大功率为：P(m)=Fv(m)=10x20W=200W，故D正确。故选：ACD。

三、结语

分析电路是我们在学习和做题时常常会遇到的比较棘手问题，某些外电路电阻经过我们分析之后常常是与电路电流无关的，仅仅起到迷惑我们的作用。如果我们能在分析电路问题中如电磁感应类型题目巧妙地运用等效替代法，则将简化电路，大大降低题目的难度。通过等效替代法的合并、删繁就简，我们才能够清除了众多的干扰电器，绕过了纠结的条件，求得最终结果。因此，我们在学习和解题过程总要举一反三，理解各知识点的联系，才能将等效替代的思想巧妙灵活地运用，提高解题效率。