例析电磁感应中的动力学问题

李小路

摘 要：本文通过研究导体棒分别在恒力和变力作用下的运动，总结了电磁感应中动力学和能量问题的解题方法。希望通过本文的研究，可以提升学生处理综合问题的能力，同时也能给一线教师在教学实践中提供一点借鉴。

关键词：电磁感应；动生电动势；电量；热量

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）5-0039-2

高二学习到了《电磁感應》这一章，综合性开始增强。特别是有关动生电动势的相关计算，学生有些混乱，老师们也想找一道能解决学生困惑的题。笔者在教学实践中以一道题为例进行了整理加工，力求典型。具体如下，欢迎大家不吝赐教。

例题 如图1所示，水平足够长的U形导体框架处在竖直向上的磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中，左端AB部分连接电阻R=0.8 Ω。现有质量m=0.1 kg的导体棒平行AB放置，接入电路部分电阻r=0.2 Ω、L=0.4 m。装置各处接触良好，不计摩擦。

情况（一）：若垂直导体棒水平向右施加一个F=0.2 N的恒力，使导体棒从静止开始运动。

1.请画出导体棒运动的v-t图像。

2.求导体棒可以达到的最大速度vm和最大加速度am。

3.求出速度为2 m/s时导体棒的加速度和加速度a=1 m/s2时的速度分别为多少？

4.若已知开始运动到最大速度的过程中，通过R的电量为1 C，求此过程导体棒的位移。

5.若已知开始运动到最大速度的过程中恒力F做功为2 J，求导体棒产生的电热。

参考文献：

[1]易连斌.对一道电磁感应题目的解法探究[J].物理教学探讨，2010，28（12）：41.（栏目编辑 罗琬华）