魏诗琪 钱慧玲 黎国胜

(成都市省双流中学 四川 成都 643200)

徐平川

(西华师范大学物理与空间科学学院 四川 南充 637009)

《中国高考评价体系》《高中物理课程标准(2017年版)》都对学生的模型建构能力、质疑创新能力提出了具体而明确的要求[1,2].机车以恒定功率启动及金属导体棒在磁场中做切割磁感线运动是高中物理的经典问题和典型模型.如果将二者结合起来，让导体棒在恒定功率的外力作用下在磁场中运动，对学生的模型建构能力及模型应用能力将会是更大的挑战，同时也对命题者的专业功底是更大的考验.如果稍不注意，命题者给出的数据就会出现科学性错误.对命题者而言避免科学性错误，对学生和普通教师而言识别数据错误，都非常重要而且必要.同时,对培养学生的批判、质疑和创新能力也是大有裨益的.

1 试题呈现

【试题】如图1所示，两根平行光滑金属导轨固定在水平桌面上，左端连接定值电阻R=2 Ω，导轨间距L=1 m.整个装置处在方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=2 T，一质量m=1 kg、电阻r=1 Ω的金属棒放在导轨上，在外力F的作用下以恒定的功率P=12 W从静止开始运动，当运动距离x=3 m时金属棒达到最大速度，此时撤去外力，金属棒最终停下，设导轨足够长.求：

(1)金属棒的最大速度；

(2)在这个过程中，外力F的冲量大小；

(3)撤去外力后电阻R放出的热量.

图1 试题题图

2 试题解析

(1)根据法拉第电磁感应定律可知，当金属棒速度为v时，金属棒中的感应电动势

E=BLv

(1)

(2)

金属棒受到的……