单杠运动

模型十七：电磁场中的单杠运动

在电磁场中，“导体棒”主要是以“棒生电”或“电动棒”的内容出现，从组合情况看有棒与电阻、

棒与电容、棒与电感、棒与弹簧等；从导体棒所在的导轨有“平面导轨”、“斜面导轨”“竖直导轨”等。

主要考虑棒平动切割B时达到的最大速度问题；及电路中产生的热量Q；通过导体棒的电量问题。

①

22LB

RF

v

m

合外（

合外

F为导体棒在匀速运动时所受到的合外力）。

求最大速度问题，尽管达最大速度前运动为变速运动，感应电流(电动势)都在变化，但达最大速度之

后，感应电流及安培力均恒定，计算热量运用能量观点处理，运算过程得以简捷。

②Q=W

F

-W

f

-

2

2

1

m

mv（WF为外力所做的功；Wf-为克服外界阻力做的功）；

③流过电路的感应电量

R

n

t

tR

nt

R

tIq











.

模型要点：

（1）力电角度：与“导体单棒”组成的闭合回路中的磁通量发生变化→导体棒产生感应电动势→感应

电流→导体棒受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……，循环结束时加速

度等于零，导体棒达到稳定运动状态。

（2）电学角度：判断产生电磁感应现象的那一部分导体（电源）→利用或求

感应电动势的大小→利用右手定则或楞次定律判断电流方向→分析电路结构→画等效电路图。

（3）力能角度：电磁感应现象中，当外力克服安培力做功时，就有其他形式的能转化为电能；当安培

力做正功时，就有电能转化为其他形式的能。