大中衔接和数理融合双视域下电磁感应问题深入讨论A DEEP DISCUSSION ON ELECTROMAGNETIC INDUCTION FROM THE DUAL PERSPECTIVES OF SECONDARY-TERTIARY EDUCATION INTEGRATION AND MATHEMATICS-PHYSICS INTERDISCIPLINARY FUSION
秦真科,朱广天
摘要(Abstract)：
本文针对“电容器+棒”模型，从物理角度和数学角度，并结合Matlab分析软件，对含电容充电式电磁感应问题进行了深入讨论。通过动量定理、电容定义式及能量守恒，从物理角度求解了导体棒运动末状态时的速度v、流过导体棒的电量q和电路中产生的焦耳热Q,只关注最终结果。从数学角度，通过微分方程求解和积分运算，分别讨论了电路中的I-t规律及导体棒运动的v-t规律、流过导体棒的电量q-t规律、回路中产生的焦耳热Q-t规律，并在t→∞时，与物理角度讨论所得结果相互验证，讨论了中间过程的物理规律。数理融合和大中衔接双视域下讨论物理问题，有助于深入认识物理现象和规律的本质，培养跨学科思维，提升解决实际问题的综合能力，满足不同层次学习需求。
关键词(KeyWords)： 电磁感应;数理融合;微分方程;定积分
基金项目(Foundation): 全国教育科学“十四五”规划教育部青年课题《基于“干涉”主题的高中生量子论和相对论科普课程开发研究》,课题批准号:EHA220569;; 2024年度教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会大中物理教育衔接工作委员会教学研究课题《大中衔接视域下高中生“叠加原理”主题教学研究与实践》,课题批准号:WX202411
作者(Author): 秦真科,朱广天
参考文献(References)：
- [1] 中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017年版)[S].北京：人民教育出版社，2018.Ministry of Education of the People's Republic of China.Physics Curriculum Standards for General Senior High Schools (2017 edition)[S].Beijing:People's Education Press,2018.(in Chinese)
- [2] 同济大学应用数学系.高等数学(上册)[M].5版.北京：高等教育出版社，2002.Department of Applied Mathematics,Tongji University.Advanced Mathematics (Volume Ⅰ)[M].5th ed.Beijing:Higher Education Press,2002.