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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 0.5 Ω，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/s，

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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/s，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。

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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

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

4．（2018某市中区校级一模）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/s，试求：该“电磁天平 ”能够称量的最大质量．

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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=1.0 Ω．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

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

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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=1.6 Ω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/s．金属杆 ab 始终静止在导轨上。

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（ 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L、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