例析電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

李小路

摘 要：本文通過(guò)研究導(dǎo)體棒分別在恒力和變力作用下的運(yùn)動(dòng)，總結(jié)了電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)和能量問(wèn)題的解題方法。希望通過(guò)本文的研究，可以提升學(xué)生處理綜合問(wèn)題的能力，同時(shí)也能給一線教師在教學(xué)實(shí)踐中提供一點(diǎn)借鑒。

關(guān)鍵詞：電磁感應(yīng)；動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)；電量；熱量

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2017）5-0039-2

高二學(xué)習(xí)到了《電磁感應(yīng)》這一章，綜合性開始增強(qiáng)。特別是有關(guān)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的相關(guān)計(jì)算，學(xué)生有些混亂，老師們也想找一道能解決學(xué)生困惑的題。筆者在教學(xué)實(shí)踐中以一道題為例進(jìn)行了整理加工，力求典型。具體如下，歡迎大家不吝賜教。

例題 如圖1所示，水平足夠長(zhǎng)的U形導(dǎo)體框架處在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，左端AB部分連接電阻R=0.8 Ω。現(xiàn)有質(zhì)量m=0.1 kg的導(dǎo)體棒平行AB放置，接入電路部分電阻r=0.2 Ω、L=0.4 m。裝置各處接觸良好，不計(jì)摩擦。

情況（一）：若垂直導(dǎo)體棒水平向右施加一個(gè)F=0.2 N的恒力，使導(dǎo)體棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)。

1.請(qǐng)畫出導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的v-t圖像。

2.求導(dǎo)體棒可以達(dá)到的最大速度vm和最大加速度am。

3.求出速度為2 m/s時(shí)導(dǎo)體棒的加速度和加速度a=1 m/s2時(shí)的速度分別為多少？

4.若已知開始運(yùn)動(dòng)到最大速度的過(guò)程中，通過(guò)R的電量為1 C，求此過(guò)程導(dǎo)體棒的位移。

5.若已知開始運(yùn)動(dòng)到最大速度的過(guò)程中恒力F做功為2 J，求導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電熱。

參考文獻(xiàn)：

[1]易連斌.對(duì)一道電磁感應(yīng)題目的解法探究[J].物理教學(xué)探討，2010，28（12）：41.（欄目編輯 羅琬華）