2. 职称考试
  3. 阅读案例，并回答问题。 下面为一道物理试题和某学生的解答过程。 题目：如图(a)所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间...

阅读案例，并回答问题。 下面为一道物理试题和某学生的解答过程。 题目：如图(a)所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间...

admin2020-12-24  16
问题 阅读案例，并回答问题。
下面为一道物理试题和某学生的解答过程。
题目：如图(a)所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=I m，电阻R1=3 ΩRz=1．5 Q，导轨上放一质量m=l k9，电阻r=l Q的金属杆。长度与金属导轨宽度相等，与导轨接触良好，导轨的电阻不计，整个装置处于磁感应强度B：0．8 T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向下，现用一拉力F沿水平方向拉杆。使金属杆由静止开始运动。图(b)为通过R。中的电流平方随时间变化的I21-6图线．求：
(1)5 S末金属杆的动能；
(2)5 S末安培力的功率。

解：(1)5 S末流过R，的电流为11=√A=2 A，电压为U1=I1R1=6 V，
金属杆与R，并联，故E=U1=BLv
解得v=7．5 m／s
故此时动能为Ek=1/2mv2=28.125J
(2)5 s末干路电流为，I==6A，安培力大小为F安=BIL，功率为P= fv
解得P=36 W。
问题：
(1)指出此道试题检测了学生所学哪些知识点。
(2)给出正确解题过程。
(3)针对学生解题过程中存在问题，设计一个教学片段，帮助学生解决此类问题。
选项
答案
解析(1)本题考查的知识点为磁场中的闭合电路欧姆定律、安培力、闭合电路的感应电动势及电功率。 (2)正确解答过程： ①5 s末R1的电流为，I1=√4 A=2 A，R2与R1的电流关系是，I1：I2：R2：R2故I2==4A。 干路电流I=I1+I2=6 A。 电路电动势为E=Ir+I1Rl=6 Axl Ω+2 Ax3Ω=12 V 又因为E=BLv．解得口=15 m／s 故5 s末金属杆的动能Ek=mv2 =112．5 J。 ②5 S末安培力大小为F安=BIL，功率为P=fv。 代人数据解得P=-72 W。 (3)教学片段： 师：在电路中什么是路端电压什么是电动势 生：路端电压是外电路的电压，电动势是内外电压之和。 师：为什么电动势不等于外电路电压 生：因为电源有内阻会占用一部分电压。 师：没错，在闭合电路中我们需要考虑电源内阻上占用的部分电压，我们称之为内电压，其余部分的电压才是路端电压，用公式表示为：F=U自+U外=，r+U外，故电源电压并不等于外电路电压。大家一起来分析一下这道题．可以先画等效电路图。 学生思考并画等效电路图。 师：大家跟着老师来画一下等效电路图。哪部分充当电源呢 生1：金属杆相当于电源。 师：两个电阻是什么关系呢 生2：并联。 师：嗯，非常好。接下来再把量名称都标上，大家看一下自己画的和老师画的(右图)一样吗 生：一样。 师：好，那这道题是不是可以解决了在以后的做题过程中，一般情况下我们都会忽略内阻。但如果在题干中提到了内阻，此时内阻不能忽略。大家知道了吗 生：知道了。
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