2018年全国各地高考物理模拟试题《磁场》试题汇编(含答案解析)

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0.5Ω，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=1×10﹣3T/s，磁场区域宽度d=0.2m。

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？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（1）磁场对导线左半部分的安培力大小；（2）导线发生拉伸形变时，导线内部任一截面的两侧存在垂直于截面的大小相等、方向相反的拉力，该力叫做张力．求导线上A点张力的大小．8．（2017•成安县校级模拟）如图，一根粗细均匀的电阻丝质量为m，将其三等分弯折成闭合的三角形线框ABC，线框每边长均为a，每边电阻均为r．轻绳跨过在同一水平线上的两光滑定滑轮，一端悬挂A点，另一端连接质量为m的小球，线框处在垂直于线框平面向里的匀强磁场中；在B、C两点用导线连接电动势为E、内阻为的直流电源，闭合S的同时，使小球在水平面内做匀速圆周运动，此时线框保持静止，连接球的绳与竖直方向的夹角为45°，重力加速度为g，求：（1）S闭合后，通过BC边的电流（2）匀强磁场的磁感应强度．9．（2017•新华区校级模拟）如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m．金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°．在导轨所在平面内。

分布着方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。

金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。

现把一个质量为m=0.040kg的导体捧ab放在金属导轨上。

导体恰好静止。

导体棒与金属导轨垂直，且接触良好，导体捧与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω．导体棒受到的摩擦力的大小为0.12N．方向沿料面向上。

金属导轨电阻不计。

取重力加速度大小g=10m/s2．已知sin37°=0.6．cos37°=0.8．求：（1）通过导体棒的电流：（2）导体棒受到的安培力大小‘（3）磁感应强度的大小和方向。

10．（2017•泸州模拟）如图所示，足够长的光滑金属导轨与水平面的夹角为θ，两导轨间距为L，在导轨上端接入电源和滑动变阻器，电源电动势为E，内阻为r．一质量为m的导体棒ab与两导轨垂直并接触良好，整个装置处于磁感应强度为B，垂直于斜面向上的匀强磁场中，导轨与导体棒的电阻不计，重力加速度为g，（1）若要使导体棒ab静止与导轨上，求滑动变阻器接入电路中的阻值；（2）设电子电荷量为e，通电后，电子定向运动的速度大小为v，试根据导体棒所受安培力推导处导体棒中某一自由电子所受的洛伦兹力大小的表达式．11．（2017•杨浦区二模）如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面向下，当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上．（重力加速度为g）（1）分析、判断导体棒所受安培力的方向，（2）匀强磁场的磁感应强度的大小．（3）若磁场方向可以变化，要保持导体棒静止在斜面上，试再举出两个可能的磁场方向，并分析说明磁感应强度B的大小．12．（2016•渭南一模）如图所示，电源电动势为3V，内阻不计，两个不计电阻的金属圆环表面光滑，竖直悬挂在等长的细线上，金属环面平行，相距1m，两环分别与电源正负极相连。

现将一质量0.06kg、电阻1.5Ω的导体棒轻放在环上，导体棒与环有良好电接触。

两环之间有方向竖直向上，磁感应强度为0.4T的匀强磁场。

当开关闭合后，导体棒上滑到某位置静止不动，试求在此位置上棒对每一只环的压力为多少？若已知环半径为0.5m，此位置与环底的高度差是多少？13．（2016•衡水校级模拟）如图所示，水平桌面上固定一个间距为L的金属导轨MNQP，导轨左端所接电源电动势为E，内阻为r，在导轨右侧放置一根质量为m 的金属棒ab，金属棒电阻为R，其他电阻不计，整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与水平桌面成37°角，此时导体棒恰好处于平衡状态（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度为g，若仅将磁场方向调整为竖直向下，求磁场刚调整完毕的瞬间导体棒的加速度a的大小．14．（2016•杨浦区一模）据报道，最近实验室已研制出一种电磁轨道炮，其实验装置俯视如图。

炮弹（图中阴影部分）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接。

开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁场力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出。

设两导轨之间的距离d=0.10m，导轨长L=5.0m，炮弹质量m=10g．导轨上电流I的方向如图中箭头所示。

可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B=50.0T，若炮弹出口速度为v=2.0×103m/s，求：（1）磁场的方向；（2）通过导轨的电流I．（忽略摩擦力与重力的影响）15．（2016•海南校级模拟）长0.1m的通电导线，放入匀强磁场中，且与磁场方向垂直，导线中的电流强度是0.5A，受到的磁场力是1.5×10﹣3N，则该处磁感应强度B为多少？16．（2015•河池模拟）间距为L=1m的两根平行金属导轨固定在水平地面上，所在空间存在竖直方向的磁感应强度大小为B=1T的匀强磁场。

导轨一端接着电动势大小E=2V、内阻r=0.5Ω的电源。

把质量m=1kg、电阻R=0.5Ω的金属棒垂直放在导轨上，通电后金属棒远离电源运动起来。

已知金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.1且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取g=10m/s2。

（1）求金属棒运动过程中的最大加速度；（2）求金属棒运动过程中的最大速度。

17．（2017秋•上高县校级月考）两根光滑平行金属导轨足够长，电阻不计，间距L=0.4m，倾角θ=30°，两导轨间有B=0.5T的匀强磁场，磁场方向垂直斜面向下，导轨之间可通过开关S1、S2连接电源（E=4.5V，r=1Ω）、电阻R=0.3Ω，如图所示。

开始时S1闭合、S2断开，一根质量为m=0.1kg、电阻为R1=0.1Ω的金属棒从PQ开始以某一速度匀速上滑，当金属棒运动到位置MN时立即断开S1，闭合S2，当金属棒回到PQ前已达到最大速度。

金属棒始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g=10m/s2，求：（1）金属棒匀速上滑时导体棒两端的电压；（2）金属棒下滑时重力的最大功率。

18．（2018•辽宁学业考试）如图所示，在水平面上放置的相距为L=0.25m的平行金属导轨与电源、电键、导体棒ab、滑动变阻器可构成闭合电路，磁感应强度为B=0.1T的匀强磁场竖直向下，导体棒ab的质量m=20g，它与轨道之间的动摩擦因数μ=0.1当电键S闭合时，电路中电流为I=1.2A（g=10m/s2）。