高考物理真题：电磁综合A组

2015年全国卷一题24

24.（12分）如图，一长为 $10cm$ 的金属棒 $ab$ 用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；同磁场的磁感应强度大小为 $0.1T$ ，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为 $12V$ 的电池相连，电路总电阻为 $2Ω$ 。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为 $0.5cm$ ；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了 $0.3cm$ ，重力加速度大小取 $10m/s^2$ 。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。

2011年全国大纲卷题24

24.（15分）如图，两根足够长的金属导轨 $ab$ 、 $cd$ 竖直放置，导轨间距离为 $L$ ，电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为 $P$ 、电阻均为 $R$ 的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为 $m$ 、电阻可以忽略的金属棒 $MN$ 从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为 $g$ 。求：

(1)磁感应强度的大小。

(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。

2016年全国卷Ⅱ题24

24.（12分）如图，水平面(纸面)内间距为 $l$ 的平行金属导轨间接一电阻，质量为 $m$ 、长度为 $l$ 的金属杆置于导轨上。 $t=0$ 时，金属杆在水平向右、大小为 $F$ 的恒定拉力作用下由静止开始运动， $t_0$ 时刻，金属杆进入磁感应强度大小为 $B$ 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为 $\mu$ 。重力加速度大小为 $g$ 。求：

2016年全国卷Ⅱ题24

(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；
(2)电阻的阻值。

2016年全国卷A题24

24.（14分）如图，两固定的绝缘斜面倾角均为 $θ$ ，上沿相连。两细金属棒 $ab$ （仅标出 $a$ 端）和 $cd$ （仅标出 $c$ 端）长度均为 $L$ ，质量分别为 $2m$ 和 $m$ ；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路 $abdca$ ，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为 $B$ ，方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为 $R$ ，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为 $\mu$ ，重力加速度大小为 $g$ 。已知金属棒 $ab$ 匀速下滑。求∶

（1）作用在金属棒 $ad$ 上的安培力的大小；
（2）金属棒运动速度的大小；

2017年海南卷题13

13.（10分）如图，两光滑平行金属导轨置于水平面（纸面）内，导轨间距为 $l$ ，左端连有阻值为 $R$ 的电阻。一金属杆置于导轨上，金属杆右侧存在一磁感应强度大小为 $B$ 、方向竖直向下的匀强磁场区域。已知金属杆以速度 $v_0$ 向右进入磁场区域，做匀变速直线运动，到达磁场区域右边界（图中虚线位置）时速度恰好为零。金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好。除左端所连电阻外，其他电阻忽略不计。求金属杆运动到磁场区域正中间时所受安培力的大小及此时电流的功率。

高考物理真题~2015年海南卷题13

如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距 $l$ ，左端与一电阻 $R$ 相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为 $B$ ，方向竖直向下。一质量为 $m$ 的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速度 $v$ 匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为 $\mu$ ，重力加速度大小为 $g$ ，导轨和导体棒的电阻均可忽略。求

(1)电阻 $R$ 消耗的功率；

(2)水平外力的大小。

2015年北京卷题22

如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度 $L=0.4m$ 一端连接 $R=1\Omega$ 的电阻。导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度 $B=1T$ 。导体棒 $MN$ 放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力 $F$ 作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度 $v=5m/s$ 。求：

(1)感应电动势

E

和感应电流

I

；

(2)在 $0.1s$ 时间内，拉力的冲量 $I_f$ 的大小；

(3)若将 $MN$ 换为电阻 $r=1\Omega$ 的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压 $U$ 。

2011年天津卷题11

11.（18分）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨 $MN$ 、 $PQ$ 间距为 $L = 0.5m$ ，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成 $30°$ 角。完全相同的两金属棒 $ab$ 、 $cd$ 分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为 $m = 0.02 kg$ ，电阻均为 $R = 0.1Ω$ ，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度 $B = 0.2 \,T$ ，棒 $ab$ 在平行于导轨向上的力 $F$ 作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒 $cd$ 恰好能够保持静止。取 $g = 10m/s^2$ ，问

（1）通过棒

cd

的电流

I

是多少，方向如何?
（2）棒

ab

受到的力

F

多大？
（3）棒

cd

每产生

Q = 0.1 J

的热量，力

F

做的功

W

是多少?

2011年浙江卷

如图甲所示，在水平面上固定有长为 $L=2m$ 、宽为 $d=1m$ 的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右侧 $l=0.5m$ 范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在 $t=0$ 时刻，质量为 $m=0.1kg$ 的导体棒以 $v_0=1m/s$ 的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 $\mu=0.1$ ，导轨与导体棒单位长度的电阻均为 $\lambda=0.1\Omega/m$ ，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取 $g=10m/s^2$ )。