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2018年全国各地高考物理模拟试题

《磁场》计算题汇编（含答案解析）

1．（2018?湖北模拟）如图所示，afe、bcd为两条平行的金属导轨，导轨间距l=0.5m。ed间连入一电源E=1V，ab间放置一根长为l=0.5m的金属杆与导轨接触良好，cf水平且abcf为矩形。空间中存在一竖直方向的磁场，当调节斜面abcf的倾角θ时，发现当且仅当θ在30°～90°之间时，金属杆可以在导轨上处于静止平衡。已知金属杆质量为0.1kg，电源内阻r及金属杆的电阻R均为0.5Ω，导轨及导线的电阻可忽略，金属杆和导轨间最大静摩擦力为弹力的μ倍。重力加速度g=10m/s2，试求磁感应强度B及μ。

2．（2018?全国三模）如图，两根平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=30°的绝缘斜面上，顶部连接由电流表、电源、滑动变阻器和开关组成的电路，下端开口，导轨间距为10cm。整个装置处于磁感应强度0.1T，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。金属棒ab沿垂直导轨方向放置在导轨上。开关断开时，沿导轨向下轻推导体棒，导体棒可以匀速下滑；闭合开关时，不断减小滑动变阻器的阻值，当电流表示数为3.0A时，导体棒恰好可沿导轨向上运动。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量（重力加速度为10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。

3．（2018?宜昌模拟）小强同学设计了一个“电磁天平”，如图所示，等臂天平的

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左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡。线圈的水平边长L=0.2m，匝数N=1000匝，总电阻R=1Ω，现在让线圈的下边处于方向垂直线圈平面向里匀强磁场内，磁感应强度B0=0.1T，线圈上部处在垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁感应强度的变化率重力加速度g=10m/s2．求： （1）线圈中感应电流的大小；

（2）当挂盘中放质量为m的物体时，天平再次平衡，求此时m为多大？

=1×10﹣3T/s，磁场区域宽度d=0.2m。

4．（2018?市中区校级一模）如图所示为一种“电磁天平”的结构简图，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，线圈未通电时天平两臂平衡；已知线圈的水平边长L=0.1m，匝数为N=800，线圈的下底边处于匀强磁场内，磁感应强度B=0.5T，方向垂直于线圈平面向里，线圈中通有方向沿顺时针，大小可在0﹣2A范围内调解的电流I；挂盘放上待测物体后，调解线圈中电流使得天平平衡，测出电流即可测得物体的质量；重力加速度g=10m/s2，试求：该“电磁天平”能够称量的最大质量．

5．（2018?松江区一模）如图所示，在倾角为37°的斜面上，固定着宽L=0.5m的足够长的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器。电源电动势E=6V，内电阻r=1.0Ω．一质量m=50g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，整个装置处于磁感应强度B=1T、垂直于斜面向上的匀强磁场

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中。若金属导轨光滑，要保持金属棒静止在导轨上。求：（取g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80）

（1）金属棒ab所受的安培力； （2）滑动变阻器接入电路的阻值；

（3）若把电源撤去，用导线相连，并调节滑动变阻器，使电路总电阻不变，则金属棒从导轨上由静止释放后做什么运动？最终达到的速度为多少？

6．（2017?泰安一模）如图所示，两根光滑直金属导轨MN、PQ平行倾斜放置，它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角θ=37°，两轨道之间的距离L=0.5m。一根质量m=0.2kg的均匀直金属杆出放在两导轨上，并与导轨垂直，且接触良好，整套装置处于与曲杆垂直的匀强磁场中。在导轨的上端接有电动势E=36V、内阻r=1.6Ω的直流电源和电阻箱R．已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2．金属杆ab始终静止在导轨上。 （1）如果磁场方向竖直向下，磁感应强度B=0.3T，求电阻箱接入电路中的电阻R；

（2）如果保持（1）中电阻箱接入电路中的电阻R不变，磁场的方向可以随意调整，求满足条件的磁感应强度的最小值及方向。

7．（2017?湖北模拟）如图所示，一根质量为m（质量分布均匀）的柔软导线的两端分别固定于A、D两个立柱上，A、D等高且相距为d，空间中有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B．当导线中通以大小为I、方向由A到D的电流时，导线上A、D两点的切线与水平方向的夹角均为θ，导线的最低点C到直线AD的距离为H，重力加速度为g．求

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