段紹文
在近幾年全國各地的高考物理模擬試題中,涌現(xiàn)出了大量的新題,其中不乏令人稱道的好題。也不否認,有些題看似好題,但實際上卻經不起推敲,出現(xiàn)一些非常隱蔽的錯誤,且看下面兩道例題。
【例1】 如圖1(甲)所示,一對平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道相距L=1m,兩軌道之間用R=3Ω的電阻連接,一質量m=0.5kg的導體桿與兩軌道垂直,靜止放在軌道上,軌道的電阻可忽略不計。整個裝置處于磁感應強度B=2T的勻強磁場中,磁場方向垂直軌道平面向上?,F(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導體桿,拉力F與導體桿運動的位移x間的關系如圖1(乙)所示,當拉力達到最大時,導體桿開始做勻速運動,當位移x=2.5m時撤去拉力,導體桿又滑行了一段距離Δx后停止。已知在拉力F作用過程中,通過電阻R的電量q為1.25C。在滑行Δx的過程中,電阻R上產生的焦耳熱為12J.求:
這道題的題目文字、圖形、圖像、條件及過程描述清晰,解答過程也正確無誤,粗看應該是一道考查電磁感應知識綜合應用的好題。但如果我們對其認真分析,就會發(fā)現(xiàn)它存在著一個不易覺察的問題:從題設條件來看,在有拉力作用的過程中,導體桿做切割磁感線運動,回路中一直能產生感應電流,因而桿始終受到了與運動方向相反的安培力作用,其克服安培力做的功就等于回路產生的焦耳熱。本題的計算結果是拉力F作用過程中,回路上產生的焦耳熱Q=2J。但請注意分析一下當x=2m~2.5m(即位移l=0.5m)的過程,可以發(fā)現(xiàn)這一階段安培力大小為F安=8N,則克服安培力做的功就有W′安=F安l=8×0.5J=4J,若再加上x=0~2m這一階段克服安培力做的功,就知道拉力F作用過程中,克服安培力做的功應該大于4J,因而該過程回路上產生的焦耳熱Q=2J是一個不合理的結果。
【例2】 圖2是利用傳送帶裝運煤塊的示意圖。其中,傳送帶足夠長,傾角θ=37°,煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.8,傳送帶的主動輪和從動輪半徑相等,主動輪頂端到運煤車底板的高度H=1.8m,到運煤車車廂中心的水平距離為x=1.2m?,F(xiàn)在傳送帶底端由靜止釋放一些煤塊(可視為質點),煤塊在傳送帶的作用下先做勻加速直線運動,后與傳送帶一起做勻速運動,到達主動輪時隨輪一起勻速轉動。要使煤塊在輪的最高點水平拋出,并落在車廂中心,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:endprint
在近幾年全國各地的高考物理模擬試題中,涌現(xiàn)出了大量的新題,其中不乏令人稱道的好題。也不否認,有些題看似好題,但實際上卻經不起推敲,出現(xiàn)一些非常隱蔽的錯誤,且看下面兩道例題。
【例1】 如圖1(甲)所示,一對平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道相距L=1m,兩軌道之間用R=3Ω的電阻連接,一質量m=0.5kg的導體桿與兩軌道垂直,靜止放在軌道上,軌道的電阻可忽略不計。整個裝置處于磁感應強度B=2T的勻強磁場中,磁場方向垂直軌道平面向上。現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導體桿,拉力F與導體桿運動的位移x間的關系如圖1(乙)所示,當拉力達到最大時,導體桿開始做勻速運動,當位移x=2.5m時撤去拉力,導體桿又滑行了一段距離Δx后停止。已知在拉力F作用過程中,通過電阻R的電量q為1.25C。在滑行Δx的過程中,電阻R上產生的焦耳熱為12J.求:
這道題的題目文字、圖形、圖像、條件及過程描述清晰,解答過程也正確無誤,粗看應該是一道考查電磁感應知識綜合應用的好題。但如果我們對其認真分析,就會發(fā)現(xiàn)它存在著一個不易覺察的問題:從題設條件來看,在有拉力作用的過程中,導體桿做切割磁感線運動,回路中一直能產生感應電流,因而桿始終受到了與運動方向相反的安培力作用,其克服安培力做的功就等于回路產生的焦耳熱。本題的計算結果是拉力F作用過程中,回路上產生的焦耳熱Q=2J。但請注意分析一下當x=2m~2.5m(即位移l=0.5m)的過程,可以發(fā)現(xiàn)這一階段安培力大小為F安=8N,則克服安培力做的功就有W′安=F安l=8×0.5J=4J,若再加上x=0~2m這一階段克服安培力做的功,就知道拉力F作用過程中,克服安培力做的功應該大于4J,因而該過程回路上產生的焦耳熱Q=2J是一個不合理的結果。
【例2】 圖2是利用傳送帶裝運煤塊的示意圖。其中,傳送帶足夠長,傾角θ=37°,煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.8,傳送帶的主動輪和從動輪半徑相等,主動輪頂端到運煤車底板的高度H=1.8m,到運煤車車廂中心的水平距離為x=1.2m?,F(xiàn)在傳送帶底端由靜止釋放一些煤塊(可視為質點),煤塊在傳送帶的作用下先做勻加速直線運動,后與傳送帶一起做勻速運動,到達主動輪時隨輪一起勻速轉動。要使煤塊在輪的最高點水平拋出,并落在車廂中心,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:endprint
在近幾年全國各地的高考物理模擬試題中,涌現(xiàn)出了大量的新題,其中不乏令人稱道的好題。也不否認,有些題看似好題,但實際上卻經不起推敲,出現(xiàn)一些非常隱蔽的錯誤,且看下面兩道例題。
【例1】 如圖1(甲)所示,一對平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道相距L=1m,兩軌道之間用R=3Ω的電阻連接,一質量m=0.5kg的導體桿與兩軌道垂直,靜止放在軌道上,軌道的電阻可忽略不計。整個裝置處于磁感應強度B=2T的勻強磁場中,磁場方向垂直軌道平面向上。現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導體桿,拉力F與導體桿運動的位移x間的關系如圖1(乙)所示,當拉力達到最大時,導體桿開始做勻速運動,當位移x=2.5m時撤去拉力,導體桿又滑行了一段距離Δx后停止。已知在拉力F作用過程中,通過電阻R的電量q為1.25C。在滑行Δx的過程中,電阻R上產生的焦耳熱為12J.求:
這道題的題目文字、圖形、圖像、條件及過程描述清晰,解答過程也正確無誤,粗看應該是一道考查電磁感應知識綜合應用的好題。但如果我們對其認真分析,就會發(fā)現(xiàn)它存在著一個不易覺察的問題:從題設條件來看,在有拉力作用的過程中,導體桿做切割磁感線運動,回路中一直能產生感應電流,因而桿始終受到了與運動方向相反的安培力作用,其克服安培力做的功就等于回路產生的焦耳熱。本題的計算結果是拉力F作用過程中,回路上產生的焦耳熱Q=2J。但請注意分析一下當x=2m~2.5m(即位移l=0.5m)的過程,可以發(fā)現(xiàn)這一階段安培力大小為F安=8N,則克服安培力做的功就有W′安=F安l=8×0.5J=4J,若再加上x=0~2m這一階段克服安培力做的功,就知道拉力F作用過程中,克服安培力做的功應該大于4J,因而該過程回路上產生的焦耳熱Q=2J是一個不合理的結果。
【例2】 圖2是利用傳送帶裝運煤塊的示意圖。其中,傳送帶足夠長,傾角θ=37°,煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.8,傳送帶的主動輪和從動輪半徑相等,主動輪頂端到運煤車底板的高度H=1.8m,到運煤車車廂中心的水平距離為x=1.2m?,F(xiàn)在傳送帶底端由靜止釋放一些煤塊(可視為質點),煤塊在傳送帶的作用下先做勻加速直線運動,后與傳送帶一起做勻速運動,到達主動輪時隨輪一起勻速轉動。要使煤塊在輪的最高點水平拋出,并落在車廂中心,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:endprint