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摘 要：“电磁感应”是电磁学的核心内容，也是高中物理知识的主干内容，在《浙江省选考物理科目考试说明》中的考试难度为最高难度d级，要求学生能综合应用，求解较复杂问题，可见该块内容的重要性。
关键词：电磁感应;高中物理;新高考
由于电磁感应考查的知识点非常广泛，经常和动力学、能量守恒、动能定理、闭合电路欧姆定律和动量等知识结合起来，而且由于综合性强，电磁感应必定是教学的重点和难点，学生也不容易理解和掌握。
一、动量守恒定律在电磁感应中的应用
例题1、如图所示，水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，铜棒a、b的长度均等于两导轨的间距、电阻均为R、质量均为m，铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好.现给铜棒a一个平行导轨向右的瞬时冲量I，关于此后的过程，下列说法正确的是（ ）
A.回路中的最大电流为
B.铜棒b的最大加速度为
C.铜棒b获得的最大速度为
D.回路中产生的总焦耳热为
【解析】：给铜棒a一个平行导轨的瞬时冲量I，此时铜棒a的速度最大，产生的感应电动势最大，回路中电流最大，每个棒受到的安培力最大，其加速度最大，I=mv0，v0=，铜棒a电动势E=BLv0，回路电流，选项A错误;此时铜棒b受到安培力F=BI0L，其加速度，选项B正确;此后铜棒a做变减速运动，铜棒b做变加速运动，当二者达到共同速度时，铜棒b速度最大，据动量守恒，mv0=2mv，铜棒b最大速度，选项C错误;回路中产生的焦耳热，选项D错误.
点评：对于在变力作用下相互平行的水平轨道间的双棒做切割磁感线运动中，由于这两根导体棒所受的安培力等大反向，把两根棒作为系统，该系统所受安培力为零，若不受其他外力作用，两导体棒的总动量守恒，解决此类问题往往要应用动量守恒定律。
二、动量定理在电磁感应中的应用
例题2、如图甲所示，绝缘水平面上有一间距L=lm的金属“U”形导轨，导轨右侧接一R=3Ω的电阻.在“U”形导轨中间虚线范围内存在垂直导轨的匀强磁场，磁场的宽度d=1m，磁感应强度B=0.5T.现有一质量为m=0.1kg，电阻r=2Ω、长为L=1m的导体棒MN以一定的初速度从导轨的左端开始向右运动，穿过磁场的过程中，线圈中的感应电流i随时间t变化的图像如图乙所示.已知导体棒与导轨之间的动摩擦因素μ=0.3，导轨电阻不计，则导体棒MN穿过磁场的过程中，求：
（1）MN刚进入磁场时的速度大小;
（2）电阻R产生的焦耳热;
（3）导体棒通过磁场的时间.
【解析】（1）根據闭合电路欧姆定律得
根据法拉第电磁感应定律得
联立解得
（2）导体棒通过磁场过程，由动能定理得：
联立解得：
（3）导体棒通过磁场过程，由动量定理得：
点评：应用动量定理可以由动量变化来求解变力的冲量。在我们常见的导体棒做非匀变速运动的问题中，应用动量定理可以解决牛顿运动定律不易解答的问题。例如金属棒切割磁感线时通过导体横截面电荷量的求解是利用安培力的冲量I=BIL·?t=BLq，其中。
例3、如图所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场区域内，与磁场方向垂直的水平面内有两根固定的足够长的平行金属导轨，导轨上面平放着两根导体棒ab和cd，两棒彼此平行，构成一矩形回路.导轨间距为l，导体棒的质量都为m，电阻都为R，导轨部分电阻可忽略不计.设导体棒可在导轨上无摩擦地滑行，初始时刻ab棒静止，给cd棒一个向右的初速度v0.
（1）求cd棒速度减为0.8v0时的加速度大小;
（2）从开始运动到最终稳定，求电路中产生的电能;
（3）求两棒之间的最大距离.
【解析】（1）设当cd棒速度减为0.8v0时ab棒的速度为v'，由动量守恒定律得mv0=0.8mv0+mv'
解得v'=0.2v0
此时回路的电流是
cd棒的加速度为
解得
（2）设两棒稳定时共同的速度为v，据动量守恒定律得mv0=（m+m）v
（3）由法拉第电磁感应定律得，电路中产生的感应电动势
这段时间内回路的电流为
对ab棒，由动量定理得
联立解得.
点评：在涉及计算电磁感应的距离或位移时，由于学生有定性思维，比较容易会从动能定理方向去思考。而在此类问题中，由于安培力是变力，而且安培力的平均值在高中学生的知识能力范围内又很难求解，所以动量定理在求解导体棒的移动距离时会有意想不到的效果。
总之，“电磁感应”需要学生较强的综合能力，既是学生学习的难点，也是教师教学的重点。这就需要教师多加合理地引导学生多熟悉，同时让学生多加练习，这样才能让学生碰到此类问题时沉着应对。
参考文献：
[1]魏奇涵. 浅谈动量及动量守恒定律在“电磁感应”中的应用[J]. 高考， 2019（5）：42-42.
关键词：电磁感应;高中物理;新高考
由于电磁感应考查的知识点非常广泛，经常和动力学、能量守恒、动能定理、闭合电路欧姆定律和动量等知识结合起来，而且由于综合性强，电磁感应必定是教学的重点和难点，学生也不容易理解和掌握。
一、动量守恒定律在电磁感应中的应用
例题1、如图所示，水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，铜棒a、b的长度均等于两导轨的间距、电阻均为R、质量均为m，铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好.现给铜棒a一个平行导轨向右的瞬时冲量I，关于此后的过程，下列说法正确的是（ ）
A.回路中的最大电流为
B.铜棒b的最大加速度为
C.铜棒b获得的最大速度为
D.回路中产生的总焦耳热为
【解析】：给铜棒a一个平行导轨的瞬时冲量I，此时铜棒a的速度最大，产生的感应电动势最大，回路中电流最大，每个棒受到的安培力最大，其加速度最大，I=mv0，v0=，铜棒a电动势E=BLv0，回路电流，选项A错误;此时铜棒b受到安培力F=BI0L，其加速度，选项B正确;此后铜棒a做变减速运动，铜棒b做变加速运动，当二者达到共同速度时，铜棒b速度最大，据动量守恒，mv0=2mv，铜棒b最大速度，选项C错误;回路中产生的焦耳热，选项D错误.
点评：对于在变力作用下相互平行的水平轨道间的双棒做切割磁感线运动中，由于这两根导体棒所受的安培力等大反向，把两根棒作为系统，该系统所受安培力为零，若不受其他外力作用，两导体棒的总动量守恒，解决此类问题往往要应用动量守恒定律。
二、动量定理在电磁感应中的应用
例题2、如图甲所示，绝缘水平面上有一间距L=lm的金属“U”形导轨，导轨右侧接一R=3Ω的电阻.在“U”形导轨中间虚线范围内存在垂直导轨的匀强磁场，磁场的宽度d=1m，磁感应强度B=0.5T.现有一质量为m=0.1kg，电阻r=2Ω、长为L=1m的导体棒MN以一定的初速度从导轨的左端开始向右运动，穿过磁场的过程中，线圈中的感应电流i随时间t变化的图像如图乙所示.已知导体棒与导轨之间的动摩擦因素μ=0.3，导轨电阻不计，则导体棒MN穿过磁场的过程中，求：
（1）MN刚进入磁场时的速度大小;
（2）电阻R产生的焦耳热;
（3）导体棒通过磁场的时间.
【解析】（1）根據闭合电路欧姆定律得
根据法拉第电磁感应定律得
联立解得
（2）导体棒通过磁场过程，由动能定理得：
联立解得：
（3）导体棒通过磁场过程，由动量定理得：
点评：应用动量定理可以由动量变化来求解变力的冲量。在我们常见的导体棒做非匀变速运动的问题中，应用动量定理可以解决牛顿运动定律不易解答的问题。例如金属棒切割磁感线时通过导体横截面电荷量的求解是利用安培力的冲量I=BIL·?t=BLq，其中。
例3、如图所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场区域内，与磁场方向垂直的水平面内有两根固定的足够长的平行金属导轨，导轨上面平放着两根导体棒ab和cd，两棒彼此平行，构成一矩形回路.导轨间距为l，导体棒的质量都为m，电阻都为R，导轨部分电阻可忽略不计.设导体棒可在导轨上无摩擦地滑行，初始时刻ab棒静止，给cd棒一个向右的初速度v0.
（1）求cd棒速度减为0.8v0时的加速度大小;
（2）从开始运动到最终稳定，求电路中产生的电能;
（3）求两棒之间的最大距离.
【解析】（1）设当cd棒速度减为0.8v0时ab棒的速度为v'，由动量守恒定律得mv0=0.8mv0+mv'
解得v'=0.2v0
此时回路的电流是
cd棒的加速度为
解得
（2）设两棒稳定时共同的速度为v，据动量守恒定律得mv0=（m+m）v
（3）由法拉第电磁感应定律得，电路中产生的感应电动势
这段时间内回路的电流为
对ab棒，由动量定理得
联立解得.
点评：在涉及计算电磁感应的距离或位移时，由于学生有定性思维，比较容易会从动能定理方向去思考。而在此类问题中，由于安培力是变力，而且安培力的平均值在高中学生的知识能力范围内又很难求解，所以动量定理在求解导体棒的移动距离时会有意想不到的效果。
总之，“电磁感应”需要学生较强的综合能力，既是学生学习的难点，也是教师教学的重点。这就需要教师多加合理地引导学生多熟悉，同时让学生多加练习，这样才能让学生碰到此类问题时沉着应对。
参考文献：
[1]魏奇涵. 浅谈动量及动量守恒定律在“电磁感应”中的应用[J]. 高考， 2019（5）：42-42.