磁场中“双棒”类高考题与其姊妹题鉴赏在 2003、2001、1995 年高考题中都涉及到了“双棒”试题:在磁场中的水平导轨上有两根金属棒,由于一根金属棒做切割磁感线运动,而引起另一根金属棒在安培力的作用下也做切割磁感线运动,然后设计力、热、电、磁等知识点的综合问题让学生解答
该类问题能很好的考察学生的综合能力,是一类难得的好题,现把这几道高考题和其类似的姊妹题一同汇编如下,以供读者鉴赏
高考题 12004 年天津理综第 24 题:图中 a1b1c1d1和 a2b2c2d2为在同一竖直平面内的金属导轨,处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨所在的平面向里
导轨的 a1b1段和 a2b2段是竖直的,距离是,c1d1段和 c2d2段也是竖直的,距离是
x1y1与 x2y2为两根用不可伸长的绝缘轻质相连的金属细杆,质量分别为和,它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触
两杆与导轨构成的回路的总电阻为 R
F 为作用于金属杆上竖直向上的恒力
已知两杆运动到图示位置时,已匀速向上运动,求此作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率
解析 设两杆向上运动的速度为 ,两金属杆产生的电动势分别为、,由右手定则可知两电源构成反向串联,故回路中的总电动势 ①回路中的电流 ②,方向为顺时针,两杆都要受到安培力的作用,作用于 x1y1的作用力为 ③方向向上,作用于杆 x2y2的作用力为 ④方向向下
当两杆匀速运动时,根据牛顿第二定律得a1a2b2b1c1d1c2d2x1y1x2y2F ⑤解以上各式得 ⑥, ⑦作用于两杆的重力的功率的大小为 ⑧,电阻上的热功率为 ⑨由⑥、⑦、⑧、⑨式得无度无独有偶,2003 年高考理科综合压轴同样考察的是“双电源”考题
高考题 22003 年全国理综卷第 25 题:两根平行的金属导轨,固定在同一水平面上,如图 1,磁感应强度为 B=0
05T 的匀强磁