全国高考物理江苏卷题的解析

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1、2011年高考物理江苏卷第5题的解析1121289070@qq.com2011年高考江苏卷第5题，作为单项选择题的最后一题，有一定的难度.本文从定性判断和定量计算两个方面给出本题的分析及解答过程，并在最后作了一些讨论.矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。原题：如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，匀强磁场与导轨平面垂直.阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好.t=0时，将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度.下列图象正确的是聞創沟燴鐺險爱氇谴

2、净。1.定性分析在电容器放电的过程中，导体棒中有向下的电流通过，导体棒向右加速运动.在这个过程中，电容器两端的电压变小，导体棒产生的动生电动势增加，当动生电动势的数值与电容器两端的电压大小相等时，放电停止，导体棒维持某一恒定速度匀速运动下去.残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。由此可知，电荷将减小到某一值后保持不变，A错；电流逐渐减小，最终将变为0，B错；导体棒的速度增大到某一数值后保持不变，C错；由a=BIL/m可知，加速度的变化规律与电流相同，逐渐减小到趋于0，故只有D可能正确.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。2.定量计算2.1先

3、求电容器上的电荷q：在电容器放电过程中，电容器上的电荷q满足的方程为，式中C为电容器的电容，B为磁感应强度，L为两导轨间的距离，v为导体棒的瞬时速度，i为电路中的瞬时电流.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。另有如下关系式：，q0为电容器开始时的电荷；.于是，前面的方程变为利用分离变量法并代入初始条件t=0时q=q0，可得设，则上式可表示为，由此可见，电容器上的电荷q与时间t的变化关系为按指数递减，最后趋于一个常数.2.2求电路中的电流：，由此可见，电流由最初的按指数递减，最后趋于0.2.3求导体棒的加速度：，其变化规律与电

4、流相同.2.4求导体棒的速度：，由此可见，速度从0开始按指数递增，最后趋于一个定值.3.其他讨论3.1对于电荷q的表达式：当质量m→∞时，，相当于把导体棒固定，成为一个理想的RC电路；当质量m→0时，，棒的速度可以在瞬间达到稳定值，电荷基本上还来不及减少也立即达到稳定值，以后不随时间变化；謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。当电阻R→∞时，q→q0，相当于断路，电荷保持不变；当电阻R→0时，，由于电流极大，棒的加速度极大，速度可以在极短的时间内达到稳定，电荷也达到一个定值，不随时间变化；厦礴恳蹒骈時盡继價骚。当B→∞时，，很

5、小的电流即可产生极大的作用力，使导体棒的速度瞬间达到稳定，电容器上的电荷还来不及减少即达到平衡；茕桢广鳓鯡选块网羈泪。当B→0时，，无磁场，不产生反电动势，是一个理想的RC电路.3.2关于速度的表达式：由式可知，导体棒获得的速度与通过它的电荷量成正比，且最后平衡时，一定满足关系式，这时反电动势与电容器上的电压大小相等，电荷不再定向移动.由上面两式也可以方便地求出平衡时（即当时间t→∞时）的电量值和速度值.鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。3.3电路中的能量转化问题：此电路中电容器能量减少的部分，一部分转化为导体棒的动能，一

6、部分转化为焦耳热.如果给出电容器的能量公式（），根据以及上面的电量和速度的表达式，可以很方便地求出全过程中导体棒产生的焦耳热Q.籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。