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高考试题赏析

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高考试题赏析

作者：吕如柏

来源：《中学物理·高中》2012年第01期

2011年高考理综试题中第24题：

如图1，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距为L，电阻不计.在导轨上端

并接两个额定功率为P、电阻均为R的小灯泡.整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与

导轨所在平面垂直.现将一质量为m、电阻可以忽略的金属

棒MN从图示位置由静止开始释放.金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好.已知某时刻后两灯泡保持正常发光.重力加速度为g.求:

(1)磁感应强度的大小；

(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率.

解析本题是一种常见题型，多数资料中有所体现，考生并不陌生.但资料中有关金属棒的

最终运动状态很明晰，而高考题就比较含蓄，可谓推陈出新.该题考查高中物理的主干知识，

将电学、磁学、力学很好的结合在一起，既体现高考的选拔功能，又有利于高中物理教学，是一个好题.该题的重点是：直导体切割磁感线运动而产生感应电动势，且与两灯泡形成闭合电路.难点是：直导体最终的运动状态——匀速运动.突破口在于：依据导体棒所受重力和安培力的作用综合分析运动过程，当二力平衡时满足“两灯泡保持正常发光”的条件.可以有三种解题方法：

解法一满足额定电流

设灯泡的额定电流为有

当金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，灯泡保持正常发光，通过MN的电流为

此时金属棒MN所受重力和安培力相等，下落的速度达到最大值.有

mg=BIL(3)

由(1)、(2)、(3)联立解的

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