电磁感应中的三类重要问题及其求解策略

陈宝友 王立民

《电磁感应》一章在物理学中的地位非常重要，这里不但有电磁感应过程中感应电流大小和方向的判定及计算，更有力学知识在电磁感应中的综合应用问题.而在这些综合问题中，往往需要运用牛顿第二定律、动量定理、动量守恒定律、功能关系、动能定理及能量守恒定律，并结合闭合电路的计算等物理规律及基本方法进行，而上述规律及方法又都是中学物理学的重点所在，是历年高考的热点和重点.在2023年高考中，湖南省物理试题及新课标理科综合卷均考查了这一知识，故考生必须引起足够的重视．

一、动量观点在电磁感应问题中的运用

我们知道，应用动量定理可以由动量变化来求解变力的冲量，正因为如此，所以在求解电磁感应有关问题时，如在导体棒做非匀变速运动的问题中，应用动量定理可以解决牛顿运动定律不易解答的问题，这样就可以避免由于加速度变化而导致运动学有关公式不能使用的麻烦.

【例1】如图1所示，两根不计电阻、间距为L的足够长光滑金属导轨，固定在匀强磁场中，两导轨所在平面与水平面之间的夹角为30° ，磁场方向垂直导轨平面斜向下，导轨上端接有两个阻值均为R的电阻.质量为m、不计电阻的直金属棒可沿导轨运动，运动中金属棒始终水平且与导轨保持良好接触.忽略空气阻力及回路中的电流对原磁场的影响，重力加速度大小为g.断开开关S，由静止释放金属棒，金属棒沿导轨下滑kL后将做速度为v 的匀速直線运动.又过了一段时间，闭合开关S，则下列说法正确的是（）