抓住了運動特征就抓住2020年高考導體棒過磁場問題的關鍵

甘肅省高臺縣第一中學 王宗斌 734300

2020年全國卷及各省市獨立命題（含等級考試）高考中導體棒過磁場問題，以電磁感應為背景，分化各章節知識要點，通過上掛下聯，橫向綜合，將電、磁、力與運動進行高層次組合，形成綜合型考查問題.綜觀這些題目，以電磁感應為背景，巧妙與不同運動特征的過程結合，只有對物理過程分析、建立物理模型及運用數學處理問題的綜合能力強，才能找到突破問題的方法.本文就這些題目進行詳解，指出處理這類問題的知識架構體系，探究處理這類問題的一般方法，從而形成處理復雜問題的能力.

1 以電磁感應為背景，勻速直線運動為過程，架起力與電磁的橋梁

例1 （卷III）如圖1，一邊長為l0的正方形金屬框abcd固定在水平面內，空間存在方向垂直于水平面、磁感應強度大小為B的勻強磁場. 一長度大于 2l0的均勻導體棒以速率v自左向右在金屬框上勻速滑過，滑動過程中導體棒始終與ac垂直且中點位于ac上，導體棒與金屬框接觸良好. 已知導體棒單位長度的電阻為r，金屬框電阻可忽略. 將導體棒與a點之間的距離記為x，求導體棒所受安培力的大小隨x（0 ≤x≤ 2l0）變化的關系式.

圖1

點評：本題是導體棒勻速通過有界勻強磁場為背景，變化的因素是導體切割磁感線的有效長度，從幾何關系找到有效長度與位移之間的聯系是解題的關鍵，綜合應用導體棒切割磁感線電動勢的計算公式、歐姆定律、安培力的計算式就能將問題突破，屬于……