范玮逸 时子豪

摘   要：“导体棒切割磁感线”是高中物理电磁感应综合问题中的一类典型问题模型。文章首先分析归纳课内要求的导体棒在含电阻和含电源电路中受恒力作用下切割磁感线的受力情况与运动情况，求出导体棒的末速度。再基于解决物理问题的基本思路和方法，进一步调整“参量”，探讨将电阻替换为电容、电感后，导体棒的受力及运动情况，将导体棒在不同种类电路中切割磁感线问题进行深度剖析和对比总结。

关键词：切割磁感线;含电容电路;含电感电路

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2021）10-0057-4

1    “导体棒-电阻”模型

【模型描述】 如图1所示，一根质量为m的导体棒在重力作用下可以沿竖直放置的两根平行金属导轨下滑，在导轨上端接一个阻值为R的电阻，导轨间的距离为l，整个系统处在匀强磁场B中，其方向垂直于导轨平面向里。导体棒与两导轨始终保持垂直并良好接触，导轨及导体棒的电阻、回路的自感均忽略不计，讨论导体棒的运动情况并求棒最终稳定的速度。

【问题剖析】 由题目信息可知，导体棒会在重力作用下由静止开始运动，由于切割磁感线，导体棒产生动生电动势，回路中有感应电流产生，导体棒受到安培力的作用，经右手定则可判断动生电动势与导体棒中感应电流方向，再由左手定则判断导体棒受到竖直向上的安培力，如图2所示。

根据牛顿第二定律

2    “导体棒-电源”模型

【模型描述】 如图3所示，将图1中连接在导轨上端间的电阻换成电动势为E、内阻为r的电源，分析导体棒的运动情况以及棒最终稳定的速度。……