楊學(xué)切＊

（福建省廈門第一中學(xué) 福建 廈門 361003）

有人曾說過“真理再向前跨出一步就是謬誤”，也就說，真理也有它的適用范圍.發(fā)現(xiàn)近年來無論是高考還是高考模擬試卷，出卷專家出了一些專門針對盲目運用二級結(jié)論的試題，當(dāng)我們應(yīng)用這些二級結(jié)論去進(jìn)行解答時會發(fā)現(xiàn)昔日的法寶不靈了，若用了這些二級結(jié)論反而會得出錯誤的結(jié)果.以下舉例說明，以期拋磚引玉.

1 關(guān)于電磁感應(yīng)中q＝n

【例1】如圖1所示，兩條足夠長的光滑平行導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間距為L＝0.5m，左右兩端分別連接電阻值為R1＝3Ω，R2＝6Ω的電阻，磁感應(yīng)強度為B＝0.25T的勻強磁場垂直導(dǎo)軌所在平面；一根電阻值為r＝1Ω的金屬棒在導(dǎo)軌上以速度v＝2m／s向右勻速運動.求在Δt＝4s時間內(nèi)通過電阻R1的電荷量？

圖1

錯解：在Δt＝4s時間內(nèi)磁通量的變化

回路總電阻為

所以，在Δt＝4s時間內(nèi)通過電阻R1的電荷量

正確答案：需要進(jìn)一步求解，在Δt＝4s時間內(nèi)通過電阻R1的電荷量

代入數(shù)據(jù)得

2 關(guān)于電磁感應(yīng)中FA＝

【例2】在光滑的水平地面上方，有兩個磁感應(yīng)強度大小均為B，方向相反的水平勻強磁場，如圖2所示，PQ為兩個磁場的邊界，磁場范圍足夠大.一個半徑為r，質(zhì)量為m，電阻為R的金屬圓環(huán)垂直磁場方向，以速度v0從如圖所示位置運動，當(dāng)圓環(huán)運動到直徑剛好與邊界線PQ重合時，圓環(huán)的速度為，則下列說法正確的是

圖2

錯解：選B；由將本題

代入安培力

結(jié)合

錯因分析：對二級結(jié)論FA＝ 來源不清，理解不透；本二級結(jié)論是指單根導(dǎo)體棒在勻強磁場中做切割運動時受到安培力大小.本題有左右半圓在各自磁場中做切割運動，各自產(chǎn)生電動勢，而且兩個感應(yīng)電動勢相當(dāng)于兩個電源串聯(lián).

正確答案：選C.

3 關(guān)于恒定電路中動態(tài)變化“串反并同”

【例3】如圖3所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個燈泡L1，L2和電阻R0，滑動變阻器電阻R，電壓表和電流表均為理想電表，輸電線的電阻均不計.滑動變阻器觸頭P向右移動的過程中，以下說法中正確的是

A.燈泡L1變暗、燈泡L2變亮

B.電壓表示數(shù)變小

C.電流表的示數(shù)變大

D.電阻R0上消耗的功率變小

圖3

錯解：選A，B，C；滑動變阻器觸頭P向右移動，滑動變阻器電阻接入電路的電阻值變小，與它“串聯(lián)”有燈泡L2，電阻R0、電流表，則燈泡L2變亮、電阻R0上消耗的功率變大、電流表的示數(shù)變大；與它“并聯(lián)”有燈泡L1，電壓表，則燈泡L1變暗、電壓表示數(shù)變小.綜合以上“串反并同”分析，正確答案選A，B，C；

錯因分析：對二級結(jié)論“串反并同”隨意推廣.沒有懂得結(jié)論的實質(zhì)，是閉合電路中電源的內(nèi)阻存在導(dǎo)致外電路的阻值變化而引起各部分電路的電壓、電流、功率等變化.對于變壓器，它的輸出電壓與負(fù)載阻值是否變化是無關(guān)的，本題理想變壓器的副線圈上的輸出電壓是恒定的.學(xué)生亂用二級結(jié)論“串反并同”，導(dǎo)致在此類解題中時而正確時而錯誤，感到迷茫.

正確答案：選C.

4 關(guān)于楞次定律的效果判斷“增縮減擴”

【例4】如圖4所示，光滑水平面上有一個圓形導(dǎo)體環(huán)a，圓形導(dǎo)體環(huán)a的中心有一個圓形區(qū)域的磁場，圓形區(qū)域的面積小于圓形導(dǎo)體環(huán)a的面積，磁場方向垂直水平面向里，當(dāng)圓形區(qū)域的磁場的磁感應(yīng)強度均勻增大時，

A.圓形導(dǎo)體環(huán)a上沒有感應(yīng)電流，也沒有收縮或擴張的趨勢

B.圓形導(dǎo)體環(huán)a上有感應(yīng)電流，但沒有收縮或擴張的趨勢

C.圓形導(dǎo)體環(huán)a上沒有感應(yīng)電流，但有收縮的趨勢

D.圓形導(dǎo)體環(huán)a上有感應(yīng)電流，也有收縮的趨勢

圖4

錯解：選D；當(dāng)圓形區(qū)域的磁場的磁感應(yīng)強度均勻增大時，圓形導(dǎo)體環(huán)a的磁通量增加，為了阻礙磁通量增加，所以它有收縮的趨勢欲使面積減小.

錯因分析：關(guān)于楞次定律的效果判斷“增縮減擴”“來拒去留”等其本質(zhì)原因是感應(yīng)電流在原磁場中受到安培力的作用效果.本題中圓形導(dǎo)體環(huán)a雖有感應(yīng)電流，但是它所處的位置沒有磁場，也就是沒有受到安培力的作用.甚至有些物理情景下還是“增擴減縮”的情況出現(xiàn).

正確答案：選B.

5 電磁感應(yīng)中回路產(chǎn)生的焦耳熱等于導(dǎo)體克服安培力做功

【例5】如圖5（a），足夠長、平行光滑導(dǎo)軌，間距為l，固定在傾角為θ的斜面上.在導(dǎo)軌下端區(qū)域Ⅰ內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B0（未畫出）；沿斜面的長度為 Ⅰ 的區(qū)域 Ⅱ 內(nèi)有垂直于斜面向下的勻強磁場，其磁感應(yīng)強度Bt的大小隨時間t變化的規(guī)律如圖5（b），圖中B0與t1為已知量.t＝0時刻在軌道上端的金屬細(xì)棒cd從如圖位置由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，直至到區(qū)域Ⅱ的下邊界EF處，在此過程中，位于區(qū)域Ⅰ內(nèi)，另一質(zhì)量為m金屬細(xì)棒ab在導(dǎo)軌上始終靜止不動.導(dǎo)軌電阻不計，兩棒均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，重力加速度為g；求cd棒開始下滑至下邊界EF的過程中回路中產(chǎn)生的熱量Q.

圖5

錯解：cd棒開始下滑至下邊界EF的過程中回路中產(chǎn)生的熱量Q等于cd棒在此過程中克服安培力所做的功.

對cd棒 F安＝mgsinθ

所以

Q＝W安＝mglsinθ

錯因分析：錯因一，誤用電磁感應(yīng)中回路產(chǎn)生的焦耳熱等于導(dǎo)體克服安培力做功的結(jié)論，此結(jié)論只適用與導(dǎo)體棒在磁場中做切割運動產(chǎn)生動生電動勢時計算純電阻回路產(chǎn)生的焦耳熱.本題中零到t1時刻過程是由于磁場的變化回路產(chǎn)生感生電動勢，不存在cd棒克服安培力做功；錯因二，對cd棒F安≠mgsinθ，可能學(xué)生誤以為cd棒質(zhì)量為m，題目中cd棒質(zhì)量未知的；也可能學(xué)生沒有注意到區(qū)域Ⅱ中磁感應(yīng)強度在t1時刻開始不等于區(qū)域Ⅰ中磁感應(yīng)強度B0.

正確解答：對ab棒分析：B0Il＝mgsinθ

金屬細(xì)棒ab在導(dǎo)軌上始終靜止不動，則電流恒定，電動勢恒定，而且金屬細(xì)棒cd在t1時刻進(jìn)入磁場，做勻速運動.

由0～t1時刻，金屬細(xì)棒cd做勻加速運動，則

v1＝at1＝gt1sinθ

根據(jù)兩個過程電動勢相等，則

解得

再由

解得

5 結(jié)束語

我們不是說 “二級結(jié)論”不好、不能用，而是要理解它的來龍去脈，在使用前要作必要的判斷，看題意是否滿足使用這個結(jié)論的條件.同時在平時的練習(xí)中也要有意設(shè)計一些專門針對“二級結(jié)論”的問題，讓學(xué)生做出錯誤的解答，掉進(jìn)設(shè)計的“陷阱”，從而促進(jìn)學(xué)生對這類問題的思考和判斷.

物理是一門學(xué)科，之所以稱之為“物理學(xué)科”，都應(yīng)當(dāng)注重“物理的學(xué)科本原”，要深入到情境性問題所涉及到的實質(zhì)性問題，讓學(xué)生學(xué)習(xí)到物理學(xué)科的本質(zhì).要超越對于技巧性問題的過度追求，否則學(xué)生掌握的不是物理知識而是應(yīng)試技巧.