抓住了运动特征就抓住2020年高考导体棒过磁场问题的关键

甘肃省高台县第一中学 王宗斌 734300

2020年全国卷及各省市独立命题（含等级考试）高考中导体棒过磁场问题，以电磁感应为背景，分化各章节知识要点，通过上挂下联，横向综合，将电、磁、力与运动进行高层次组合，形成综合型考查问题.综观这些题目，以电磁感应为背景，巧妙与不同运动特征的过程结合，只有对物理过程分析、建立物理模型及运用数学处理问题的综合能力强，才能找到突破问题的方法.本文就这些题目进行详解，指出处理这类问题的知识架构体系，探究处理这类问题的一般方法，从而形成处理复杂问题的能力.

1 以电磁感应为背景，匀速直线运动为过程，架起力与电磁的桥梁

例1 （卷III）如图1，一边长为l0的正方形金属框abcd固定在水平面内，空间存在方向垂直于水平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场. 一长度大于 2l0的均匀导体棒以速率v自左向右在金属框上匀速滑过，滑动过程中导体棒始终与ac垂直且中点位于ac上，导体棒与金属框接触良好. 已知导体棒单位长度的电阻为r，金属框电阻可忽略. 将导体棒与a点之间的距离记为x，求导体棒所受安培力的大小随x（0 ≤x≤ 2l0）变化的关系式.

图1

点评：本题是导体棒匀速通过有界匀强磁场为背景，变化的因素是导体切割磁感线的有效长度，从几何关系找到有效长度与位移之间的联系是解题的关键，综合应用导体棒切割磁感线电动势的计算公式、欧姆定律、安培力的计算式就能将问题突破，属于……