2020年高考理综全国卷Ⅰ第21题赏析及教学启示

2020年高考理综全国卷Ⅰ第21题赏析及教学启示
2020年高考在经历了新冠肺炎疫情和推迟一个月考试后，终于落下帷幕，对于有些省份来说，今年是新旧高考的过渡年，全国卷也是考虑了这些情况，试卷的整体难度不大，可以说是偏容易，特别是对全国Ⅰ卷理综物理部分来说，但作为高校选拔人才的考试，考查主干知识，突出基础性、综合性，着重对核心物理概念和规律的检验的宗旨没变。

如今年高考理综全国卷Ⅰ第21题。

【原题】21、如图，U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab和dc边平行，和bc边垂直。

ab、dc足够长，整个金属框电阻可忽略。

一根具有一定电阻的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN 与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。

经过一段时间后（）
A. 金属框的速度大小趋于恒定值
B. 金属框的加速度大小趋于恒定值
C. 导体棒所受安培力的大小趋于恒定值
D. 导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值
【解析】本题先是由水平恒力F向右拉动金属框，使bc边垂直切割磁感线产生电动势，根据右手定则，在bc边形成c-b的电流，再根据左手定则知导体棒MN受到向右的安培力，由于对导体棒MN来说，向右的安培力即为合外力，所以向右做加速运动，bc边受到向左的安培力，向右做加速运动。

当MN开始运动后，金属框的bc边和导体棒MN都切割磁感线，都有产生电动势，假设导体棒MN和金属框在某一时刻的速度分别为，则电路中的电动势
综上可得，金属框的加速度趋于恒定值，安培力也趋于恒定值；金属框的速度会一直增大，导体棒到金属框bc边的距离也会一直增大，AD选项错误，故本题正确答案是BC。

一、模型分类
1、按两杆是否都动分成两类，一类是“一动一静”，即“假双杆”，在这里不做讨论；另一类是两杆都运动，两杆都产生电动势，此种情况要注意产生的电动势是相加还是相减。

2、按切割磁感线的长短可分为：等长与不等长。

3、按启动方式可分为：冲量型，恒定外力型。

4、按棒所处轨道的位置可分为：水平类，倾斜类，竖直类。

5、按棒稳定后的状态可分为：静止类，匀速直线类，匀加速直线类
二、规律讨论（仅讨论不计摩擦力的水平类双杆模型，且导体棒材料相同，电阻不计，其他类分析方法和应用到的规律相同）
2、不等长双棒
总之，此类考题是考查学生学科核心素养的一类好题，对学生的科学思维能力培养也是一类好题，该类题的过程分析较为复杂，特别是有些题还要考虑摩擦力，试题综合性更强，难度更大，但不管是哪一类型的题，解决此类问题只要遵守“先电后力”的原则：一析电源，二析电路，三析受力，四析合适的观点（力学观点，能量观点，动量观点），列出正确的物理学方程，最后抓住“感应电荷量”这个突破点建立各物理。