劉穎

單金屬棒在勻強磁場中切割磁感線（平動或轉(zhuǎn)動），在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，導體棒因受到安培力作用而使得其合力發(fā)生變化，進而導致導體棒的速度發(fā)生變化.磁場對導體棒作用的效果引起空間位置的改變，這一做功的過程實現(xiàn)不同形式能量的轉(zhuǎn)化.從能量轉(zhuǎn)化的角度，安培力做正功是將電能轉(zhuǎn)化為導體棒的機械能，做負功則把導體棒的機械能轉(zhuǎn)化為閉合回路的焦耳熱.

初始階段從“力和運動”的視角來認識安培力作用的效能，通過合力的變化判斷導體棒的運動，定性分析導體棒趨向穩(wěn)態(tài)這一過程，對體現(xiàn)物理過程之美有著積極的意義.但在變力作用下趨向定態(tài)過程中相關(guān)物理量的求解必須利用功能關(guān)系才能實現(xiàn).根據(jù)導體棒與雙軌組成的閉合回路中有無電源分為有源和無源兩類問題，列表對比如下.

1 有源和無源回路對比分析

單金屬棒因外接電源而有電流，導體棒因此受到安培力作用而運動稱之為電磁驅(qū)動，致使導體棒的機械能增加，這就實現(xiàn)了電源的電能向?qū)w棒機械能的轉(zhuǎn)化.同時因為外部電流流進閉合回路而實現(xiàn)電流做功，實現(xiàn)了用電器焦耳熱的產(chǎn)生.因此從能量轉(zhuǎn)化的視角分析電源的能量轉(zhuǎn)化為導體棒的機械能和閉合回路這一系統(tǒng)的焦耳熱.對于無源回路，因為導體棒的運動切割在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁場對感應(yīng)電流這一阻力做負功，實現(xiàn)導體棒的機械能或者外界提供的能量向閉合回路焦耳熱的轉(zhuǎn)變.