经典的魅力,永恒的力学。
直奔电磁感应,就没思路了。大思路还是力学,受力分析是基础,提问发现的问题,受力分析程序性不强,想到哪分析到哪,凭着感觉走。弹力和摩擦力谁先谁后是遵循一定逻辑关系的,受力分析体现不出来说明对这两种力的产生机制还是有困惑的,至于场力和主动力,属于想漏也很难漏掉的力。受力分析的真正难点是弹力和摩擦力,电场力、安培力、洛伦兹力只要按照电性(电流方向)、场的方向关系按部就班分析就不会出问题。
受力清楚后,关注运动。但对于本题,运动情况还是相当的不明朗,因为力的信息不太明确,电流如何变化还是未知的,电流关系到安培力,安培力关系到加速度,加速度决定速度的变化。
到了电流这一步,才和电磁感应挂钩了,磁通量变化情况来决定感应电流方向,知道感应电流方向后进一步确定安培力方向。 应用闭合电路欧姆定律求出电流表达式后,再看牛二方程,有速度和加速度两个变量。从静止开始再分析,速度增大、加速度减小,一直到加速度为零时速度达到最大值。
从能量观点再看这个问题,F做功,外界对系统输血。转化成哪些能量了呢?导体杆动能增大了,摩擦内能也增大了,克服安培力做功转化出电能,电能再通过电阻转化为内能。
课后一个对能量角度发问的同学,安培力做功了,式子中没体现呀?
很典型的疑惑,力抽象、矢量不适应,在功能面前,这些都是小事,曾经困扰物理学家的问题今天也是困扰我们的问题。功能关系,重点在于阐述某些特定力所做的功与对应的能量变化的定量关系。而能量转化和守恒,则只谈能量转化不谈功,运用能量转化和守恒定律时又功又能,则会重复杂糅。
好多我们感觉简单的问题,只是因为熟练而简单,无法体会到对基本概念、规律还不熟悉时对这些概念和规律综合应用的难。通过疑惑,了解痛点,解决难点。
电磁感应和力学的综合问题,整体方向还是往力学上思考。综合了牛顿定律、功能、恒定电流的知识。