2. 从业资格
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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（

练习题库2022-08-02  69
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=Im，电阻R1=3ΩRz=1.5Q，导轨上放一质量m=1kg，电阻r=lQ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：0.8T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）5S末金属杆的动能；（2）5S末安培力的功率。解：（1）5S末流过R，的电流为11=√A=2A，电压为U1=I1R1=6V，金属杆与R，并联，故E=U1=BLv解得v=7.5m／s故此时动能为Ek=1/2mv2=28.125J（2）5s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=36W。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：①5s末R1的电流为，I1=√4A=2A，R2与R1的电流关系是，I1：I2：R1：R2故I2=4A。干路电流I=I1+I2=6A。电路电动势为E=Ir+I1R1=6Ax1Ω+2Ax3Ω=12V又因为E=BLv．解得v=15m／s故5s末金属杆的动能Ek=mv2=112．5J。②5S末安培力大小为F安=BIL，功率为P=fv。代入数据解得P=-72W。（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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