2012江苏各地3月高考模拟试题汇编：电磁学(11)

（江苏省示范高中2012届高三百校大联考）14．（16分）如图所示，刚性U形金属导轨

M1N1N2M2位于光滑水平桌面上，质量为m0，在导轨左端接有阻值为R的电阻，两条轨道间的距离为l，PQ是质量为m的金属杆，可在轨道上滑动，在滑动过程中始终保

持与轨道垂直，杆与轨道之间有摩擦，开始时，杆PQ位于图中虚线处，虚线右侧为一匀强磁场区域，磁场方向垂直于桌面，磁感应强度大小为B。现在PQ上施加一个位于导轨平面内、与轨道平行的恒力F，使之从静止开始在 轨道上向右做加速运动，经过时间t，PQ离开虚线的距离为x，此时通过电阻的电流为I0，在此过程中导轨向右移动的距离为x0，但N1N2尚未进入磁场区域，若不计杆与民增轨的电阻，求： （1）PQ杆与导轨之间的摩擦力大小； （2）t时刻PQ杆的速度v1；

（3）不考虑回路的自感，在此过程中电阻所消耗的能量。

（江苏省泰州中学2011-2012学年度第二学期高三物理学情检测试题）14. （15分）如图所示，两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上，相距为L，处于竖直方向的磁场中，整个磁场由若干个宽度皆为d的条形匀强磁场区域1、2、3、4……组成，磁感应强度B1、B2的方向相反，大小相等，即B1=B2=B。导轨左端MP间接一电阻R，质量为m、电阻为r的细导体棒ab垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，不计导轨的电阻。现对棒ab施加水平向右的拉力，使其从区域1磁场左边界位置开始以速度v0向右作匀速直线运动并穿越n个磁场区域。

（1）求棒ab穿越区域1磁场的过程中电阻R产生的焦耳热Q； （2）求棒ab穿越n个磁场区域的过程中拉力对棒ab所做的功W；

（3）规定棒中从a到b的电流方向为正，画出上述过程中通过棒ab的电流I随时间t变化的图象；

答案： 14.（15分）

R

解：（1）棒产生的感应电动势

E 通过棒的感应电流I

E

（1分） R r

B

2L2v0RdE2d

)R 电阻R产生的焦耳热Q ( （2分） 2

R rv0(R r

)nB2L2v0dE2d

n （2）拉力对棒ab所做的功W （5分） R rv0R r

（3）如图所示 （5分）

注：（2）问中功W也可用功的定义式求解；

（苏北四市2012届高三第三次调研测试）15. (16分)如图所示，倾角为θ的足够长的光滑绝缘斜面上存在宽度均为L的匀强电场和匀强磁场区域，电场的下边界与磁场的上边界相距为L，其中电场方向沿斜面向上，磁场方向垂直于斜面向下、磁感应强度的大小为B。电荷量为q的带正电小球（视为质点）通过长度为4L的绝缘轻杆与边长为L、电阻为R的m的“ ”型装置，置于斜面上，线框下边与磁场的上边界重合。现将该装置由静止释放，当线框下边刚离开磁场时恰好做匀速运动；当小球

运动到电场的下边界时刚好返回。已知L=1m，