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题型：解答题题类：难易度：普通

江西省南昌市江科附中2024-2025学年高三上学期 8月摸底考物理试卷

小明设计了如图所示的方案，探究金属杆在磁场中的运动情况，质量分别为2m、m的金属杆P、Q用两根不可伸长的导线相连，形成闭合回路，两根导线的间距和P、Q的长度均为L，仅在Q的运动区域存在磁感应强度大小为B、方向水平向左的匀强磁场。Q在垂直于磁场方向的竖直面内向上运动，P、Q始终保持水平，不计空气阻力、摩擦和导线质量，忽略回路电流产生的磁场。重力加速度为g，当P匀速下降时，求

（1）P所受单根导线拉力的大小；

（2）Q中电流的大小。

举一反三

如图所示为直流电动机物理模型，电源电动势为E、内阻为r，均匀导线制成的正方形线框边长为L、匝数为 N，总电阻为R。两固定磁极提供磁感应强度为B的匀强磁场，闭合开关，下列说法正确的是（　　）

如图所示天平可用来测量磁场的磁感应强度。天平的右臂下面挂一个矩形线圈，底边 $\text{[math]}$ 长为 $\text{[math]}$ ，共 $\text{[math]}$ 匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流 $\text{[math]}$ （方向如图所示）时，在天平两边加上质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的砝码时，天平平衡；当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为 $\text{[math]}$ 的砝码后，天平又重新平衡，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。由此可知（　　）

某探究小组设计了两种电磁驱动装置。图1利用直流电源给线框供电，接通电源后正方形导线框 $\text{[math]}$ 在磁极间的辐向磁场中，从静止开始绕中心轴线 $\text{[math]}$ 发生转动。图2为三个线圈连接到三相电源上，电流形成的磁场可等效为角速度 $\text{[math]}$ 的旋转辐向磁场，稳定后解锁正方形导线框 $\text{[math]}$ ，导线框由静止开始转动。图3为不同视角的上述两种驱动装置的截面图，分别为图1的正视图和图2的俯视图。已知导线框 $\text{[math]}$ 的边长为l，电阻为 $\text{[math]}$ 两边的质量均为m，所处位置的磁感应强度大小均为B，磁场方向始终与转动方向垂直，转动中 $\text{[math]}$ 两边受到的阻力均为 $\text{[math]}$ （k为比例系数，v为线速度），其余两边质量和所受阻力不计。电源的电动势为E，内阻不计，

磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　）

如图所示，相同的金属轨道组成左右对称的两个斜面，轨道间距为L，斜面倾角为 $\text{[math]}$ ，轨道之间接一输出电流恒为2I的电源。把相同的金属棒a、b水平静置于轨道上。设轨道电阻不计，金属棒与轨道间动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属棒质量均为m，重力加速度为g。若在空间内加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度由零缓慢增大（忽略电磁感应造成的影响）。在金属棒运动之前，下列说法错误的是（　　）

如图所示，在倾角 $\text{[math]}$ 的斜面上固定两条平行金属导轨，导轨间距离 $\text{[math]}$ ，两导轨间接有滑动变阻器R和电动势 $\text{[math]}$ 、内阻 $\text{[math]}$ 的电池。垂直于导轨放置一根质量 $\text{[math]}$ 的金属棒 $\text{[math]}$ ，它与导轨间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度 $\text{[math]}$ 。导轨与金属棒的电阻不计，重力加速度g取10m/s² ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。若金属棒恰好不下滑，求接入电路的滑动变阻器R的阻值。

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