電磁感應題中的導體棒有用嗎-tft每日頭條

前面我們已經把雙導體棒的四種模型逐一進行了闡述，今天我們從全局觀念再來審視一下。縱觀這類問題的顯著特征是:兩導棒在切割磁感線時，相當于電池的串聯或并聯，組成閉合回路，而且，求解此類型問題的最佳途徑往往從能量守恒、動量守恒的角度出發，尋求相關物理量和公式，挖掘隐含條件，采用“隔離法”或“整體法”(系統法)快捷作出解答。

如圖所示，

電磁感應題中的導體棒有用嗎（高考中的電磁感應）1

兩金屬導棒ab和cd長均為L，電阻均為R,質量分别為M和m，(M>m)。用兩根質量和電阻均可忽略的不可伸長的柔軟導線将它們連成閉合回路，并懸挂于水平、光滑、不導電的圓棒兩側，兩金屬導體棒都處于水平位置，整個裝置處在一與回路平面相垂直的勻強磁場中，磁感應強度為B,若金屬導體棒ab正好勻速向下運動，求運動的速度。

解析：此題我們首先要把它歸為有外力等距雙導體棒模型。之所以我們要重視模型的積累就是要把千變萬化的題目簡單化甚至可以說套路化。當然，簡單的背誦模型不可取，應該是在準确理解物理量的基礎上背誦模型就可以達到事半功倍的效果。具體到本題來看，力學中的受力分析、力的平衡、電磁感應、歐姆定律和安培力公式等知識點都有涉及,可以嘗試多種方法去解答來鍛煉思維。

解法一:采用隔離法，假設磁場B的方向是垂直紙面向裡，ab棒向下勻速運動的速度為v，則ab棒切割磁感線産生的感應電動勢大小：E1=BLv，方向由a→b， cd棒以速度v向上切割磁感線運動産生感應電動勢，其大小為：E2=BLv，方向由d→c。回路中的電流方向由a→b→d→c，大小為: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 當ab棒勻速下滑時，合外力為零 ③ 對cd棒有:同樣合外力為零。不再贅述。

解法二:采用整體法，把ab、cd柔軟導線視為一個整體，整體所受安培力與整體動力相等時正好做勻速運動，同樣可得。

解法三:采用能量守恒法，将整個回路視為一個整體系統，因其速度大小不變，故動能不變。ab棒向下，cd棒在向上運動的過程中，系統的重力勢能減少，将轉化為回路的電能，由能量守恒定律也可以解出。

綜上，兩根棒都切割磁感線産生感應電動勢，對整個回路而言，相當于電池組的串聯，整個回路中有電流流過，兩棒都受安培力，在末達到穩定速度前，兩棒均做變加速運動，當加速度減為零時，速度為最大。

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