分享

教材还得深度研读

 新用户65120Joi 2023-02-01 发布于山西
翻见了一道江苏高考真题,不难,但还有点意思。

如图所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻。质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下。当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v。导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求:
(1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小;
(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a
(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P
江苏卷高考题,考得有新意。单杆切割磁场见的多了,但磁场“主动”被切的问题还是比较少见的,考得很基本,就是考查对基本概念的理解是否到位。高中阶段涉及到的速度,没有特殊说明参考系的话,默认的参考系都是地面。参考系的问题本来是个大问题,但教材中只在运动学开始阶段提了一下,以后涉及到有关速度的概念、规律,不再对参考系有丝毫着墨,我的理解不是不想着墨,是因为这个问题太过庞大,讲浅了是重复或啰嗦,讲深了又容易把问题搞得太复杂,很可能把原来知道的那一丁点又搞糊涂了,所以干脆不讲了,自己按照运动学开始部分的描述理解吧。这就给老师发挥作用留下了足够的空间,给好学的学生也有了一个拔高的机会。但也因此造成了一些难点,有关相对运动问题的难点,相对速度难,相对位移难、相对加速度也不轻松。实质上,只要涉及到速度、位移这些概念,参考系是没法回避的。

电磁感应中,对于单杆切割磁感线问题,切割速度的含义其实是杆相对磁感线的速度,当然,这个速度还必须是有效速度,能“割断”磁感线的有效速度。若不是这样,假如磁场和杆以相同的速度运动,则实际上并未切割磁感线,也就不会产生感应电流。只不过平常好多事例中磁场是静止不动的,导致杆相对磁场和地面的速度是一样的,也就不用特殊强调了,万一磁场也相对地面运动,切割磁感线的产生感应电流的问题必须考虑杆相对磁感线切割的有效速度。

本题中,只要能真正认识到杆切割磁感线产生感应电流问题中的切割速度需要考虑相对性和有效性,这个题的难度也就降下来了。

(1)问中,磁场刚扫过杆,杆还没来得及运动,直接送分了。


(2)问有(1)问护航,也就没什么大问题了。

(3)问算是真正考查切割的“有效速度”了,磁场运动的速度比杆的速度要大。可以从电磁驱动的角度去理解。


理解清楚之后感觉一点也不难,但要没思考过切割速度的真正含义,或许做的时候就相当忐忑了。电磁驱动教材中有过小实验,但没有定量化,本题可以理解为从切割的角度定量帮助理解了一下电磁驱动。

江苏卷很有特点,有不少高考真题都是从很细微地方入手来考查基本概念和规律。值得一看,能对基本概念和规律重新认识一下,通过研究,对教材就有一定的敬意了,觉得教材也不是想象中的浅显易懂,觉得教材中没啥内容,很可能恰恰反映了自己的浅薄甚至无知或自大。

    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多