2023年北京高考物理真题第18题

一、试题如下

2023年北京高考物理真题第18题，Bi的关系式为B=k（为常量）。金属棒被该磁场力推动。当金属棒由第一级区域进入第二级区域时，回路中的电流由变为2。已知两导轨内侧间距为，每一级区域中金属棒被推进的距离均为，金属棒的质量为。求：

F（2）金属棒经过第一、二级区域的加速度大小之比a1:a2（3）金属棒从静止开始经过两级区域推进后的速度大小。

二、考查知识点

本题主要给出了一个“电磁撬”的背景，但是简化后就成了导体棒在两个平行导轨上的运动，并且两个平行导轨间还是匀强磁场，所以本题难度系数一般，本题主要考查导电棒在匀强磁场中受到的安培力的计算，以及牛顿第二定律以及动能定理等知识。

三、详细解析

F根据题目中给出的条件，我们可以知道，在第一级区域的磁感应强度为：B1=k*I，所以根据安培力的计算公式，我们可以求得金属棒经过第一级区域时受到安培力的大小为：

F=BIL=k*I*I*L=kI^2*L

；

我们知道，第二级的电流是第一级电流的2倍，那么根据安培力的计算公式，我们可以知道，导体棒在第二级的区域受到的安培力是导体棒在第一级的区域受到的安培力的4倍，那么， 根据牛顿第二定律，可以知道，导体棒在第二级的区域的加速度a2是导体棒在第一级的区域的加速度a1的4倍，所以：a1:a2=1:4。

v金属棒从静止开始经过两级区域推进后的速度大小为：

当然，我们也可以分别对两段运动使用运动学的公式来解出导体棒最后的速度大小，但是过程会十分复杂，所以，推荐用动能定理来解答，忽略的其中的运动过程，简化的解题，更快并且不容易出错。