从一道高考题看电磁感应中的“含容问题”

江西省安远县第一中学(342100)

孙年坤●



从一道高考题看电磁感应中的“含容问题”

江西省安远县第一中学(342100)

孙年坤●

电磁感应问题一直是高中物理的难点内容，也是高考的热点问题.电磁感应可以结合力和运动、能量、图像、电路等问题进行综合.在电磁感应中考察含有电容器的问题，是近年来高考命题者所青睐的新热点，考生对此类问题普遍感觉到难度比较大

电磁感应;电容;物理

电磁感应问题一直是高中物理的难点内容，也是高考的热点问题.电磁感应可以结合力和运动、能量、图像、电路等问题进行综合.在电磁感应中考察含有电容器的问题，是近年来高考命题者所青睐的新热点，考生对此类问题普遍感觉到难度比较大.本文将从2013年新课标全国卷为例，来谈谈如何应对电磁感应中的“含容问题”.

一、考题分析

例1 (2013年高考新课标卷)如图1，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L.导轨上端接有一平行板电容器，电容为C.导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面.在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触.已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g.忽略所有电阻.让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求:(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系.

二、易错点分析

三、“含容问题”归纳

由该题分析可知，如果是由一个金属杆和电容器组成的电路，而电容器除了安培力外，其它力是恒力，那么该杆将做匀变速直线运动.归纳这一点对于解决此类问题非常关键，相当于指明了解题的方向.

四、相似题分析

例2 如图2所示，两根竖直放置在绝缘地面上的金属导轨的上端，接有一个电容为C的电容器，框架上有一质量为m、长为l的金属棒，平行于地面放置，与框架接触良好且无摩擦，棒离地面的高度为h，磁感强度为B的匀强磁场与框架平面垂直.开始时，电容器不带电.将金属棒由静止释放，问：棒落地时的速度为多大？(整个电路电阻不计)

[1]电磁感应中含容电路的动态分析 姜胜，杨春芳《物理之友》2015.05

[2]电磁感应现象中含容电路分析方法马浩东《数理化解题研究:高中版》2015.07

[3]含电容器电磁感应问题的模型化处理 魏建辉《数理化学习:高一二版》 2013.01

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