关于动生电动势产生过程中速度变化的动态分析，本文主要内容关键词为：电动势论文,过程中论文,速度论文,动态论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
法拉第电磁感应定律表明：只要回路的磁通量发生变化就会产生感应电动势。根据引起磁通量变化的原因不同，可以将感应电动势分为动生电动势和感生电动势。所谓动生电动势就是导体回路或其一部分在磁场中运动，使回路中的磁通量发生变化而产生的感应电动势。
在动生电动势产生过程中，导体棒切割磁感线产生感应电流，并同时受到安培力的作用。由于导体棒的速度变化导致安培力变化，因而导体棒运动过程中的加速度将发生相应变化，而加速度又直接影响导体棒速度的变化。所以是一个相互关联、相互影响的过程，做好它的动态分析对学生深入理解电磁感应的规律有着重要意义。下面我们就通过实例分析速度变化的动生电动势产生过程。
例1 如图1所示，是一个水平放置的导体框架，宽度为L，接有电阻R，设匀强磁场和框架平面垂直，磁感应强度为B，方向如图1所示。今有一质量为m的导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框滑动，框架及导体ab电阻均不计，当ab以初速度
向右运动时，试分析导体棒的运动情况。
图1
(6)式中的负号表示安培力起阻力作用。由于安培力的阻碍作用，导体棒的速度减小。由(4)可知，若导体棒速度变化，它所受的安培力必将发生变化。又由(6)式可知，安培力的变化必将引起加速度的变化。而加速度的变化又影响着速度的变化。所以这个过程中，导体棒所做的运动应该是一个加速度逐渐减小的减速运动。
为了研究导体棒的运动速度究竟应该满足什么样的规律，我们将(6)式中的α写成微分形式，从而得到微分方程：
由(8)式可知，导体棒的速度变化满足指数衰减规律，其速度图象如图2所示。
图2
例2 如下页图3所示，AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角为θ，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的AC端连接一个阻值为R的电阻，一根质量为m、垂直于导轨放置的金属棒ab，从静止开始沿导轨下滑，求此过程中ab棒的最大速度。已知ab与导轨间的动摩擦因数为μ，导轨和金属棒的电阻都不计。
图3
图4
图5
以上两例，速度都呈指数规律变化，中学阶段所求解内容往往是时间趋向于无穷时的极限情况，在中学教学中习惯的做法是直接告诉学生最后的状态，往往忽略对中间过程的分析，忽略对学生极限思想的培养，这确实有失妥当。我觉得，在中学物理教学中处理动生电动势的产生过程时，我们不一定给学生讲到微积分的难度，但是一定要分析透物体运动情况的变化，避免机械化讲解，给学生留有继续发展的空间。当然，教学中可能遇到的情况还有许多种，比如关于“收尾加速度”的情况，在这里就不再一一赘述了。以上就是我在教学中的一点感受，希望能同大家共享。