如图甲，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=37°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=1 T．质量为m的金属棒ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r．现用沿斜面向上始终与金属棒ab垂直的恒力
拉金属棒ab从静止开始沿斜面向上运动，运动过程中金属棒ab始终与导轨垂直，且接触良好，测得最大速度为vm．改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图乙所示．已知轨道间距为L=2 m，重力加速度g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，轨道足够长且电阻不计．
（1）求金属棒ab的质量m和阻值r；
（2）当电阻箱的电阻调到R=2 Ω时，当金属棒ab从静止开始运动位移d=8 m时，刚好达到最大速度，电阻R上消耗的平均功率为P=3.6 W，求：
①金属棒ab从静止到速度最大所用的时间；
②这一过程通过电阻R上的电荷量q；
拉金属棒ab从静止开始沿斜面向上运动，运动过程中金属棒ab始终与导轨垂直，且接触良好，测得最大速度为vm．改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图乙所示．已知轨道间距为L=2 m，重力加速度g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，轨道足够长且电阻不计．（1）求金属棒ab的质量m和阻值r；
（2）当电阻箱的电阻调到R=2 Ω时，当金属棒ab从静止开始运动位移d=8 m时，刚好达到最大速度，电阻R上消耗的平均功率为P=3.6 W，求：
①金属棒ab从静止到速度最大所用的时间；
②这一过程通过电阻R上的电荷量q；
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（已下线）2018年高考物理原创押题预测卷01【江苏卷】-物理试题
更新时间：2018-04-24 16:32:25
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解答题
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较难
(0.4)
【推荐1】如图所示，匝数为N1的原线圈和匝数为N2的副线圈绕在同一闭合铁芯上，副线圈两端与电阻R相连，原线圈两端与平行金属导轨相连．两轨之间的距离为L，其电阻可不计．在虚线的左侧，存在方向与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，pq是一质量为m电阻为r与导轨垂直放置的金属杆，它可在导轨上沿与导轨平行的方向无摩擦地滑动．假设在任何同一时刻通过线圈每一匝的磁通量相同，两个线圈的电阻、铁芯中包括涡流在内的各种损耗都忽略不计，且变压器中的电磁场完全限制在变压器铁芯中．现于t=0时刻开始施一外力，使杆从静止出发以恒定的加速度a向左运动．不考虑连接导线的自感．若已知在某时刻t时原线圈电流的大小为I1，
（1）求此时刻外力的功率；
（2）此功率转化为哪些其他形式的功率或能量变化率？试分别求出它们的大小．
（1）求此时刻外力的功率；
（2）此功率转化为哪些其他形式的功率或能量变化率？试分别求出它们的大小．
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】半径为
的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度为
，磁场方向垂直纸面向里，半径为
的金属圆环与磁场区域同圆心放置，磁场方向与环面垂直，其中
，
，金属环上分别接有灯泡L1、L2，两灯泡的电阻都为4Ω，一金属棒
与金属圆环接触良好。金属圆环电阻不计，金属棒电阻为2Ω。
（1）若棒以
的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径
的瞬间（如图所示）M、N间的电压
；
（2）撤去中间的金属棒，将右面的半圆环
以为轴向上翻转
，若此后磁场随时间均匀变化，其变化率为
，求图中平均感应电动势。
的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度为，磁场方向垂直纸面向里，半径为的金属圆环与磁场区域同圆心放置，磁场方向与环面垂直，其中，，金属环上分别接有灯泡L1、L2，两灯泡的电阻都为4Ω，一金属棒与金属圆环接触良好。金属圆环电阻不计，金属棒电阻为2Ω。（1）若棒以
的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径的瞬间（如图所示）M、N间的电压；（2）撤去中间的金属棒，将右面的半圆环
以为轴向上翻转，若此后磁场随时间均匀变化，其变化率为，求图中平均感应电动势。
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较难
(0.4)
【推荐3】如图所示，半径为R的光滑圆形金属轨道固定在竖直面内，ab为一条直径，b点处有缺口。一根长度大于2R、质量分布均匀的导体棒PQ置于圆形轨道上的a点，且与ab垂直，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场（未画出）中，磁感应强度大小为B。t＝0时刻，导体棒在竖直向上的外力F0（未知量）作用下以速度v匀速向上运动，在运动过程中始终与圆形轨道接触良好，并始终与ab垂直。已知导体棒单位长度的电阻为r0，圆形轨道的电阻忽略不计，重力加速度大小为g。求：
（1）t时刻通过圆形轨道的电流大小和方向；
（2）t时刻外力F0的功率。
（1）t时刻通过圆形轨道的电流大小和方向；
（2）t时刻外力F0的功率。
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(0.4)
名校
【推荐1】如图所示，一足够长的水平光滑金属导轨、
，间距
，电阻不计，导轨左端接一电阻
，虚线
左侧
区域的宽度
，存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化为
。虚线右侧
区域内磁场方向竖直向上，磁感应强度
。竖直线
与
的右侧空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度
。垂直导轨放置一导体棒cd，棒长也为
，质量
，电阻忽略不计，两边与水平导轨相接触。
时刻闭合
，cd在安培力的作用下开始运动，金属棒在离开水平导轨前已经达到稳定状态，且金属棒离开导轨后，磁场
保持不变，并在离开导轨后通过轻质导线把
和
、
和
端点相连（轻质导线不会影响棒的运动），棒运动过程中不发生旋转，最后落在水平地面上，落地时与
的水平距离为
，竖直距离为
。求：
(1)开关闭合时，导体棒cd两端电压；
(2)导体棒
离开水平导轨时的速度；
(3)导体棒在磁场
中运动时，电阻
上产生的热量。
、，间距，电阻不计，导轨左端接一电阻，虚线左侧区域的宽度，存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化为。虚线右侧区域内磁场方向竖直向上，磁感应强度。竖直线与的右侧空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度。垂直导轨放置一导体棒cd，棒长也为，质量，电阻忽略不计，两边与水平导轨相接触。时刻闭合，cd在安培力的作用下开始运动，金属棒在离开水平导轨前已经达到稳定状态，且金属棒离开导轨后，磁场保持不变，并在离开导轨后通过轻质导线把和、和端点相连（轻质导线不会影响棒的运动），棒运动过程中不发生旋转，最后落在水平地面上，落地时与的水平距离为，竖直距离为。求：(1)开关
闭合时，导体棒cd两端电压；(2)导体棒
离开水平导轨时的速度；(3)导体棒在磁场
中运动时，电阻上产生的热量。
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(0.4)
名校
【推荐2】如图1所示，两条足够长的平行金属导轨间距为0.5m，固定在倾角为37°的斜面上。导轨顶端连接一个阻值为1
的电阻。在MN下方存在方向垂直于斜面向上、大小为1T的匀强磁场。质量为0.5kg的金属棒从AB处由静止开始沿导轨下滑，其运动过程中的v-t图象如图2所示。金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
(1)求金属棒与导轨间的动摩擦因数；
(2)求金属棒在磁场中能够达到的最大速率；
(3)已知金属棒从进入磁场到速度达到5m/s时通过电阻的电荷量为1.3C，求此过程中电阻产生的焦耳热。
的电阻。在MN下方存在方向垂直于斜面向上、大小为1T的匀强磁场。质量为0.5kg的金属棒从AB处由静止开始沿导轨下滑，其运动过程中的v-t图象如图2所示。金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。(1)求金属棒与导轨间的动摩擦因数；
(2)求金属棒在磁场中能够达到的最大速率；
(3)已知金属棒从进入磁场到速度达到5m/s时通过电阻的电荷量为1.3C，求此过程中电阻产生的焦耳热。
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(0.4)
【推荐3】如图，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间
、
矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m，电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场上边边界相距d0。现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触且下落过程中始终保持水平，导轨电阻不计）。重力加速度为g。求：
（1）棒ab在离开磁场下边界时的速度；
（2）棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热；
（3）试分析讨论ab棒进入磁场后可能出现的运动情况。
、矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m，电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场上边边界相距d0。现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触且下落过程中始终保持水平，导轨电阻不计）。重力加速度为g。求：（1）棒ab在离开磁场下边界时的速度；
（2）棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热；
（3）试分析讨论ab棒进入磁场后可能出现的运动情况。
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(0.4)
【推荐1】如图所示，两个足够长的平行光滑细金属导轨固定在倾角
的光滑绝缘斜面上，导轨间距
，且电阻不计，导轨间有宽度为
、磁感应强度的大小为、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，一长度为3d的绝缘轻杆将导体棒和正方形细金属线框连接，线框的边长为d，线框的总电阻为
，导体棒和线框总质量为，导体棒与导轨始终接触良好，并在导体棒中通以恒定电流
（由外接恒流电源产生，图中未画出），导体棒处于磁场内且恰好位于下边界处，将装置由静止释放，导体棒先穿过磁场，后金属线框也穿过磁场。金属线框第一次刚穿过磁场后的速度约为1.2m/s，之后再次返回穿过磁场。不计线框及导体棒中电流所产生磁场的影响，重力加速度g取
，求：
（1）导体棒第一次离开磁场上边界的速度
；
（2）金属线框第一次沿绝缘斜面向上穿过磁场的时间t；
（3）经足够长时间后，导体棒能到达的最低点与磁场上边界的距离x。
的光滑绝缘斜面上，导轨间距，且电阻不计，导轨间有宽度为、磁感应强度的大小为、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，一长度为3d的绝缘轻杆将导体棒和正方形细金属线框连接，线框的边长为d，线框的总电阻为，导体棒和线框总质量为，导体棒与导轨始终接触良好，并在导体棒中通以恒定电流（由外接恒流电源产生，图中未画出），导体棒处于磁场内且恰好位于下边界处，将装置由静止释放，导体棒先穿过磁场，后金属线框也穿过磁场。金属线框第一次刚穿过磁场后的速度约为1.2m/s，之后再次返回穿过磁场。不计线框及导体棒中电流所产生磁场的影响，重力加速度g取，求：（1）导体棒第一次离开磁场上边界的速度
；（2）金属线框第一次沿绝缘斜面向上穿过磁场的时间t；
（3）经足够长时间后，导体棒能到达的最低点与磁场上边界的距离x。
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较难
(0.4)
【推荐2】如图所示，在磁感应强度为
的水平匀强磁场中，有一竖直放置的光滑的平行金属导轨，导轨平面与磁场垂直，导轨间距为
，顶端接有阻值为的电阻。将一根金属棒从导轨上的
处以速度竖直向上抛出，棒到达处后返回，回到出发点时棒的速度为抛出时的一半。已知棒的长度为，质量为
，电阻为
。金属棒始终在磁场中运动，处于水平且与导轨接触良好，忽略导轨的电阻．重力加速度为
。
（1）金属棒从点被抛出至落回点的整个过程中，求：
a．电阻消耗的电能；
b．金属棒运动的时间。
（2）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子的碰撞。已知元电荷为
，求当金属棒向下运动达到稳定状态时，棒中金属离子对一个自由电子沿棒方向的平均作用力大小。
的水平匀强磁场中，有一竖直放置的光滑的平行金属导轨，导轨平面与磁场垂直，导轨间距为，顶端接有阻值为的电阻。将一根金属棒从导轨上的处以速度竖直向上抛出，棒到达处后返回，回到出发点时棒的速度为抛出时的一半。已知棒的长度为，质量为，电阻为。金属棒始终在磁场中运动，处于水平且与导轨接触良好，忽略导轨的电阻．重力加速度为。（1）金属棒从
点被抛出至落回点的整个过程中，求：a．电阻
消耗的电能；b．金属棒运动的时间。
（2）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子的碰撞。已知元电荷为
，求当金属棒向下运动达到稳定状态时，棒中金属离子对一个自由电子沿棒方向的平均作用力大小。
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，定值电阻
，电容器电容为
，磁感应强度
的匀强磁场垂直于导轨平面向上。有一质量为
，
作用下运动。电阻
。
后，导体棒受到大小为导体棒重力一半的水平拉力，试分析导体棒的运动状态及5s时间内电容器中储存的能量。
