2019届高三物理二轮复习精选模拟试题——《磁场》计算题汇编(含详细解析)

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

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