2. 职业资格
  3. 案例： 下面为一道物理习题和某同学的解答过程。 题目：如图8所示，水平面(纸面)内间距为L的平行金属导轨间接两个阻值均为R的电阻，质量为m、长度为L的金属杆置于导轨上。t=0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动。t1时刻，金

案例： 下面为一道物理习题和某同学的解答过程。 题目：如图8所示，水平面(纸面)内间距为L的平行金属导轨间接两个阻值均为R的电阻，质量为m、长度为L的金属杆置于导轨上。t=0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动。t1时刻，金

admin2021-03-27  100
问题 案例：
下面为一道物理习题和某同学的解答过程。
    题目：如图8所示，水平面(纸面)内间距为L的平行金属导轨间接两个阻值均为R的电阻，质量为m、长度为L的金属杆置于导轨上。t=0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动。t1时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，在金属杆进磁场前不计两者之间的摩擦，进入磁场后金属杆与导轨间的动摩擦因数为μ。(重力加速度大小为g)求：
    (1)金属杆从静止开始到进入磁场的时间t1；
    (2)若在刚进入磁场时撤去F，金属杆最终静止在导轨上。此过程电阻R中产生的热量为Q，则金属杆在磁场中的位移x的大小。

    解：(1)金属杆进入磁场后，切割磁感线，产生感应电动势E=BLv。金属杆中的电流为I=E/2R。金属杆进入磁场时所受到的安培力为FB=BIL=(B2L2v)/2R，金属杆进入磁场做匀速直线运动，由平衡条件得F=μmg+(B2L2v)/2R，金属杆进入磁场前，由牛顿第二定律得a=F/m，进入磁场前金属杆做初速度为零的匀加速直线运动，则有v=at1，解得。
(2)在金属杆进入磁场并撤去外力后，金属杆的动能转化为焦耳热与摩擦生热，由能量守恒定律得1/2-mv2=Q+μmgx，解得。
问题：
针对学生解题过程存在的问题，设计一个教学片段，帮助学生解决此类问题。
选项
答案教学片段： 师：我们首先来分析一下导体棒的运动过程，导体棒在整个过程中的运动状态是怎样的? 生：导体棒先做匀加速运动，进入磁场撤去拉力后，导体棒做加速度减小的减速直线运动。 师：很好!导体棒在磁场中做切割磁感线运动产生了电动势，那么图中的哪部分相当于电源呢? 生：在磁场中的导体棒部分。 师：那么两个电阻是怎样连接的呢? 生：并联。 生：哦，我知道了，我把两个电阻看成串联了，应该是并联，总电阻是R/2。 师：非常好，所以我们做题的时候一定要仔细分析电路的串并联，不要想当然。那么再重新计算一下吧。
解析
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