【物理教案】2021江苏高考物理：第十章+本章学科素养提升.pdf

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1、1基本模型如图 1，两光滑金属导轨在水平面内，导轨间距为L，导体棒的质量为m，回路总电阻为R.导体棒在水平力F 的作用下运动，某时刻速度为v0，导体棒在磁场中的运动情况分析如下：图 1运动条件运动情况分析F 为恒力FB2L2v0R合力为零，做匀速运动FB2L2v0Rv?BLv?I?BIL?a?a0，匀速运动F2Ff，PQ 杆先变加速后匀加速运动，MN 杆先静止后变加速最后和PQ 杆同时做匀加速运动，且加速度相同例 2如图 3 所示，平行倾斜光滑导轨与足够长的平行水平光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计质量分别为m 和12m 的金属棒 b 和 c 静止放在水平导轨上，b、c 两棒均与导轨垂直图中 de

2、 虚线往右有范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场质量为m 的绝缘棒a 垂直于倾斜导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为h.已知绝缘棒a 滑到水平导轨上与金属棒b 发生弹性正碰，金属棒b 进入磁场后始终未与金属棒c 发生碰撞重力加速度为g.求：4图 3(1)绝缘棒 a 与金属棒b 发生弹性正碰后分离时两棒的速度大小；(2)金属棒 b 进入磁场后，其加速度为其最大加速度的一半时的速度大小；(3)两金属棒b、c 上最终产生的总焦耳热解析(1)设 a 棒滑到水平导轨时速度为v0，下滑过程中a 棒机械能守恒，则有：12mv02mgha 棒与 b 棒发生弹性正碰由动量守恒定律：mv0mv1mv2由机械

3、能守恒定律：12mv0212mv1212mv22联立解得v10，v2v02gh(2)b 棒刚进磁场时的加速度最大b、c 两棒组成的系统合外力为零，系统动量守恒由动量守恒定律：mv2mv2m2v3设 b 棒进入磁场后某时刻，b 棒的速度为vb，c 棒的速度为vc，则 b、c 组成的回路中的感应电动势 EBL(vbvc)由闭合电路欧姆定律得IER总，由安培力公式得FBIL ma，联立得 aB2L2vbvcmR总.故当 b 棒加速度为最大值的一半时有v22(v2v3)联立得v256v2562gh(3)最终 b、c 以相同的速度匀速运动由动量守恒定律：mv2(mm2)v由能量守恒定律：12mv2212(mm2)v2Q解得 Q13mgh.答案(1)02gh(2)562gh(3)13mgh