2. 从业资格
  3. 下面是一道作业题及某学生的解答。 题目：如图，足够长的U形导体框架的宽为L，电

下面是一道作业题及某学生的解答。 题目：如图，足够长的U形导体框架的宽为L，电

练习题库2022-08-02  74
问题 下面是一道作业题及某学生的解答。题目：如图，足够长的U形导体框架的宽为L，电阻忽略不计，其所在平面为竖直平面，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于导体框平面，磁场足够大，一根质量m，有效电阻为R的水平导体棒MN垂直于U形框架间，接触良好。导体棒从静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动时，通过导体棒截面的电量为Q，求导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中．电流对导体棒所做的功.匀速运动过程中，电流对导体棒所做的功：问题：（1）指出错误，分析错误的原因，给出正解。（2）给出教学思路，帮助学生掌握相关知识。
选项
答案
解析 （1）错误在于计算电流对导体做的功用焦耳定律W=I2Rt求解，原因可能是学生对于焦耳定律在电磁感应电流做功的适用范围没有掌握以及对感应电动势公式的掌握不是很熟练，焦耳定律只适用于电流恒定不变的情况，如导体棒在磁场中匀速运动，如果电流变化则需要用能量守恒定律求电流对导体棒做的功，该题的正确解法为：设导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动时，下滑的距离为s，通过导体棒截面的（2）师：同学们先分析下这道题目的物理过程，导体棒在磁场中运动，会受到什么力的作用?生：会受到重力、安培力的作用。师：在这个过程中安培力做正功还是做负功?生：负功。师：很好，克服安培力所做的功转化为电能。也就是电流对导体所做的功。生：嗯。但安培力是变力．不能直接求安培力所做的功。师：是这样的，此题中有的同学用焦耳定律求电流对导体做的功，可以吗?生：不可以，此过程中电流一直变化。师：焦耳定律适用于电流恒定的情况，如果电流变化。要用能量守恒求电流对导体做的功。生：在整个过程中重力做的功转化为电能和动能。师：很好，那么为了得到重力做的功，要求出导体棒从静止到匀速运动所下降的距离，同学们知道怎么求吗?师：那么匀速运动时导体棒的速度能求出吗?生：可以，根据匀速运动时导体棒所受的重力和安培力相等。就可以求出速度。师：很好，求出速度就可以求出导体棒的动能。那么电流对导体棒所做的功也就可以求解了。
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