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核心素养评价案例第1、2章【核心素养·样题示范】情境均匀导线制成的单匝正方形层闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m。将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示。线框由静止自由下落,线框平面保持在坚直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时,设问1.线框中产生的感应电动势大小。2.cd两点间的电势差大小。3.若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件。【解析】1.线框由静止自由下落,cd边刚进入磁场时,由v2=2gh得线框速度v=此时产生的感应电动势E=BLv=BL2gh2gh2.此时线框中的电流I==由右手定则可知,cd边的产生的电流方向是从d到c,c点的电势较高,故cd两点间的电势差U=I(R)=BLERBL2ghR342gh343.此时线框受到的安培力F=BIL=根据牛顿第二定律mg-F=ma,其中a=0,解得下落高度满足h=答案:1.BL2.BL3.22BL2ghR2244mgR2BL2244mgR2BL342gh2gh【案例评析·素养任务】【素养及质量水平评析】设问1:科学思维——水平2能在熟悉的部分导体切割磁感线的情境中,应用瞬时感应电动势公式求解问题。设问2:科学思维——水平3能在熟悉的问题情境中,运用所学过的楞次定律(右手定则),闭合电路欧姆定律,路端电压与电源电动势的关系等知识,获得答案。设问3:科学思维——水平3科学态度与责任——水平3能根据加速度恰好为零作为临界条件,利用力和运动的关系,联系重力和安培力的关系,进行分析,求得下落高度。形成研究物理的兴趣,提升学术责任感。【素养达成任务要求】设问1:任务1:当cd边进入磁场前,线框做什么运动?提示:自由落体运动。任务2:当cd边刚进入磁场时线框中产生的感应电动势是瞬时感应电动势还是平均感应电动势?提示:瞬时感应电动势。设问2:任务1:cd两点间的电势差是cd切割磁感线产生的感应电动势吗?提示:当cd边刚进入磁场时,cd边相当于电源,cd两点间的电势差是路端电压。任务2:根据右手定则c、d两点哪点的电势高?提示:c点电势较高。设问3:其他条件不变,下落高度变化时,cd边刚进入磁场时的加速度变化吗?提示:其他条件不变,下落高度变化时,cd边刚进入磁场时的加速度变化,若下落高度高于所求的高度,加速度向上;若下落高度低于所求的高度,加速度向下。