1、教科版电磁感应中的能量转化与守恒一节问题探讨 教科版选修3-2第一章第五节是关于电磁感应中的能量转化与守恒的内容，教科书通过例题设置情境并通过问题的解答阐述了能量守恒定律在电磁感应中的应用. 笔者在教学过程中发现教材给出的结论不严谨，可推广性不高.笔者认为改变所提的问题，会使其结论更具推广性.下面就笔者的体会进行阐述. 例题在图1中，设运动导线ab长为L，速度为v，匀强磁场的磁感应强度为B，闭合电路总电阻为R，探究为了保持导线做匀速运动，外力做的功W外和感应电流的电功W电的关系. 在问题下面教材对问题进行了详细的解答，并得到“W外=W电”.然后归纳总结得到“在电磁感应中，产生的电能是通过外力克
2、服安培力做功转化而来的，外力做了多少功，就有多少电能产生，而这些电能又通过感应电流做功，转化为其它形式的能量”的结论. 笔者认为，虽然教科书是为了证明“能量守恒在电磁感应中成立”这一结论，但其所得到的结论必须符合例题的情景才能使用，不具有推广性.并且如此布局，容易在以下几个方面的误导读者，导致读者理解困难. 误导一容易得到“电磁感应中，产生的电能都是通过外力克服安培力做功得到的”. 辨析一实际上，电磁感应产生感应电动势有两种方式，即动生电动势与感生电动势两种，这里解释了动生电动势的情景，感生电动势能量的产生并不是由外力克服安培力做功而产生的. 误导二容易得到“外力做了多少功，就克服安培力做了多
3、少功”的结论. 辨析二外力做了多少功，就克服安培力做了多少功的前提是导体做匀速直线运动，否则，从能量守恒与转化角度分析，外力做的功等于克服安培力做的功和动能的变化之和. 误导三容易得到“导体棒产生多少电能，就一定等于内阻消耗的内能”的结论. 辨析三只有在纯电阻时产生多少电能才全部转化为内能.否者导体棒产生的电能一部分转化为内能，另一部分转化为其它形式的能量. 模糊不清的方面：本文未能清楚给出“克服安培力做功等于产生的电能”这个关系. 教材在解答中未明确给出安培力做功的大小与产生的电能相等这一关系式，虽然证明W外=W电中涉及到了这个结论，但并没有明确给出这一个结论. 教材中所得到的结论仅仅是题目
4、情境所得到的，不具有推广性，仅仅是为了给出电磁感应中能量守恒这一个观点，并不具备指导性.建议在原题目的基础上，进行一定的修改，使主线更明确.修改的方法很多，笔者简单尝试了对题目问题进行修改，将题目的单一问题更改为三个问题： （1）求解产生电能W电与克服安培力W克安的关系？ （2）求解克服安培力W克安与外力W外做功的关系？ （3）求解外力做的功W外和感应电流的电功W电的关系？ 笔者认为这三个问题的梯度性更明显一点，回答这三个问题能理顺本节的脉络. 通过第一个问的回答能够证明产生的电能和外力克服安培力做功相等这个结论，第二个问题解答中，首先点明之所以外力做功等于克服安培力做功，是由于导体棒在做匀速直线运动，如果不是匀速直线运动，并不能得出这个结论，再进行计算，保留第三个问，目的是为了通过计算证明能量守恒在电磁感应中的确适用.虽然计算过程用到了重复的公式，但是其原理并不相同，不能从简处理.第 3 页 共 3 页
