☀物理|电磁感应现象中的另类匀变速运动赏析

伽利略在早期研究匀变速运动的时候，曾提出这样的假设：匀加速直线运动的速度与位移成正比，我们称之为另类匀加速运动。类似也有另类匀减速运动，即物体速度随位移均匀减小。

无独有偶，在电磁感应现象中，竟然真的就有一类这样的运动。

如图所示，两根足够长平行导轨固定在绝缘水平而上，导轨左端连接一个电阻R，一根金属棒ab横跨在导轨上并与导轨垂直，不计导轨电阻，金属棒的电阻为r。整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，给金属棒一个初速度v0，不计一切摩擦求导体棒向前运动的距离。

由平均速度公式、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力公式、牛顿第二定律和加速度公式联立可得

由上式可知，导体棒滑动的位移正比于导体棒速度的变化量，显然符合伽利略早期定义的另类匀变速运动规律！

就本题而言，当速度由v0减到0时，导体棒停止运动，向右滑动的距离为s，则由上式可得

显然，导体棒向前滑动的最大距离与导体棒的初速度成正比！

解题反思

本题是运动学、动力学、电流、磁场、电磁感应诸多核心知识点的综合运用，涉及到了微元法的基本思想，对学生物理素养的考察相当全面。

事实上，凡是合外力与速度成正比的运动，都是伽利略早期提出的另类匀变速运动，流体的粘滞阻力是，安培力也是！

这是高中物理学中少有的另类匀变速运动，一旦与物理学史挂起钩来，试题就顿时显得高大上了！

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