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        淺談一道試題條件的自洽性

        2014-08-27 08:58:42
        物理之友 2014年1期
        關鍵詞:線框齒形磁場

        (南京師范大學附屬實驗學校,江蘇 南京 210023)

        某市模擬考試中一道題題目如下:如圖1所示,質(zhì)量為m=0.1kg粗細均勻的導線,繞制成閉合矩形線框,其中長LAC=50cm,寬LAB=20cm,豎直放置在水平面上.中間有一磁感應強度B=1.0T,磁場寬度d=10cm的勻強磁場.線框在水平向右的恒力F=2N的作用下,由靜止開始沿水平方向運動,使AB邊進入磁場,從右側(cè)以v=1m/s的速度勻速運動離開磁場,整個過程中始終存在大小恒定的阻力f=1N,且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動.求線框AB邊

        圖1

        (1)離開磁場時感應電流的大小;

        (2)剛進入磁場時感應電動勢的大?。?/p>

        (3)穿越磁場的過程中安培力所做的總功.

        參考答案:(1)線框AB離開磁場時做勻速運動

        F=f+BIL

        (2)線框AB進入磁場前

        AB進入磁場時E=BLv0=0.4V.

        齒輪加工刀具一般都要對中,即刀具中間刀齒或齒槽的中心線對準齒坯中心,否則加工出來的齒形不對稱,產(chǎn)生齒形誤差。

        (3)AB在穿越磁場的過程中,運用動能定理

        解得:W=-0.25J.

        該題通過情景考察學生的受力分析、能量轉(zhuǎn)化等方面的知識,但仔細分析一下題目給出條件“磁場寬度d=10cm”的空間距離,能否滿足AB從v0=2m/s減到v=1m/s的要求?下面我們來分析一下:

        F合=F-f-F安=-1N,

        速度在變小,加速度的大小也在變小,變化過程可以用v-t圖像表示成圖2.

        圖2

        本題從表面上看好像沒有什么,題意新穎,過程清晰,似乎邏輯性很強,并提供了標準解答,但考慮到具體的過程,出現(xiàn)了磁場寬度與解題結(jié)果不自洽的問題.這就需要命題者關注:邏輯推理的過程和結(jié)果要與題設條件相互呼應,滿足邏輯的自洽性,編制物理試題時不能隨意賦值與假設,否則會出現(xiàn)相互矛盾的現(xiàn)象.如果不能直接判斷正確與否,建議用高等數(shù)學或普通物理學論證一下,這樣可避免命題中的失誤.

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