高中导体棒在磁场中运动：高考中的电磁感应

高中导体棒在磁场中运动：高考中的电磁感应如果你有今日头条app，麻烦顺手点一下关注@中学物理知识传播者，每天都会倾情奉献一段小干货，我会继续努力的！综上，两根棒都切割磁感线产生感应电动势，对整个回路而言，相当于电池组的串联，整个回路中有电流流过，两棒都受安培力，在末达到稳定速度前，两棒均做变加速运动，当加速度减为零时，速度为最大。解法一:采用隔离法，假设磁场B的方向是垂直纸面向里，ab棒向下匀速运动的速度为v，则ab棒切割磁感线产生的感应电动势大小：E1=BLv，方向由a→b， cd棒以速度v向上切割磁感线运动产生感应电动势，其大小为：E2=BLv，方向由d→c。回路中的电流方向由a→b→d→c，大小为:I=2BLv/2R。① ab棒受到的安培力向上，cd棒受到安培力向下，大小易得 ② 当ab棒匀速下滑时，合外力为零 ③ 对cd棒有:同样合外力为零 。不再赘述。解法二:采用整体法，把ab、cd柔软导线视为一个整体，整体所受安培

前面我们已经把双导体棒的四种模型逐一进行了阐述，今天我们从全局观念再来审视一下。纵观这类问题的显著特征是:两导棒在切割磁感线时，相当于电池的串联或并联，组成闭合回路，而且，求解此类型问题的最佳途径往往从能量守恒、动量守恒的角度出发，寻求相关物理量和公式，挖掘隐含条件，采用“隔离法”或“整体法”(系统法)快捷作出解答。

如图所示，

两金属导棒ab和cd长均为L，电阻均为R 质量分别为M和m，(M>m)。用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂于水平、光滑、不导电的圆棒两侧，两金属导体棒都处于水平位置，整个装置处在一与回路平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B 若金属导体棒ab正好匀速向下运动，求运动的速度。

解析：此题我们首先要把它归为有外力等距双导体棒模型。之所以我们要重视模型的积累就是要把千变万化的题目简单化甚至可以说套路化。当然，简单的背诵模型不可取，应该是在准确理解物理量的基础上背诵模型就可以达到事半功倍的效果。具体到本题来看，力学中的受力分析、力的平衡、电磁感应、欧姆定律和安培力公式等知识点都有涉及 可以尝试多种方法去解答来锻炼思维。

解法一:采用隔离法，假设磁场B的方向是垂直纸面向里，ab棒向下匀速运动的速度为v，则ab棒切割磁感线产生的感应电动势大小：E1=BLv，方向由a→b， cd棒以速度v向上切割磁感线运动产生感应电动势，其大小为：E2=BLv，方向由d→c。回路中的电流方向由a→b→d→c，大小为:I=2BLv/2R。① ab棒受到的安培力向上，cd棒受到安培力向下，大小易得 ② 当ab棒匀速下滑时，合外力为零 ③ 对cd棒有:同样合外力为零 。不再赘述。

解法二:采用整体法，把ab、cd柔软导线视为一个整体，整体所受安培力与整体动力相等时正好做匀速运动，同样可得。

解法三:采用能量守恒法，将整个回路视为一个整体系统，因其速度大小不变，故动能不变。ab棒向下，cd棒在向上运动的过程中，系统的重力势能减少，将转化为回路的电能，由能量守恒定律也可以解出。

综上，两根棒都切割磁感线产生感应电动势，对整个回路而言，相当于电池组的串联，整个回路中有电流流过，两棒都受安培力，在末达到稳定速度前，两棒均做变加速运动，当加速度减为零时，速度为最大。

如果你有今日头条app，麻烦顺手点一下关注@中学物理知识传播者，每天都会倾情奉献一段小干货，我会继续努力的！