【題目】某種超導(dǎo)磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時(shí)通過周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力．其推進(jìn)原理可以簡化為如圖所示的模型：在水平面上相距b的兩根平行直導(dǎo)軌間，有豎直方向等距離分布的方向相反的勻強(qiáng)磁場和，且，每個(gè)磁場分布區(qū)間的長都是a，相間排列，所有這些磁場都以速度向右勻速平動(dòng)．這時(shí)跨在兩導(dǎo)軌間的長為a寬為b的金屬框MNQP（懸浮在導(dǎo)軌正上方）在磁場力作用下也將會向右運(yùn)動(dòng)．設(shè)金屬框的總電阻為R，運(yùn)動(dòng)中所受到的阻力恒為f，求：

（1）列車在運(yùn)動(dòng)過程中金屬框產(chǎn)生的最大電流；

（2）列車能達(dá)到的最大速度；

（3）在（2）情況下每秒鐘磁場提供的總能量．

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）列車起動(dòng)時(shí)金屬框產(chǎn)生的電流最大，設(shè)為，

電動(dòng)勢為：E=2Bbv

則最大電流為：；
（2）分析列車受力可得列車運(yùn)動(dòng)的加速度：，當(dāng)列車速度增大時(shí)，安培力F變小，加速度變小，當(dāng)時(shí)，列車速度達(dá)到最大，有：
即，

解得：；
（3）由能的轉(zhuǎn)化和守恒，磁場提供的能量一部分轉(zhuǎn)化為電路中的電能進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)榛芈返慕苟鸁幔硪徊糠挚朔枇?/span>f做功，單位時(shí)間內(nèi)的焦耳熱為：最大速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場力等于阻力：，
可得阻力做功的功率為： ，

解得：．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，n匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的水平勻強(qiáng)磁場中，線框面積為S，電阻不計(jì)。線框繞垂直于磁場的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想變壓器原線圈相連，變壓器副線圈接入一只額定電壓為U的燈泡，燈泡正常發(fā)光。從線圈通過中性面開始計(jì)時(shí)，下列說法正確的是（　　）

A.圖示位置穿過線框的磁通量變化率最大

B.燈泡中的電流方向每秒改變2次

C.線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的表達(dá)式為e=nBSωsinωt

D.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為nBSω：U

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在平直公路上行駛的甲車和乙車，其位移—時(shí)間圖象分別如圖中直線和曲線所示，圖中t1對應(yīng)x1，則（　�。�

A.t1到t3時(shí)間內(nèi)，甲車做直線運(yùn)動(dòng)，乙車做曲線運(yùn)動(dòng)

B.在t1時(shí)刻，甲車的速度大于乙車的速度

C.t1到t2時(shí)間內(nèi)，一定存在某時(shí)刻兩車的速度相同

D.t1到t2時(shí)間內(nèi)，甲車的平均速度小于乙車的平均速度

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一金屬箱固定在傾角為的足夠長固定斜面上，金屬箱底面厚度不計(jì)，箱長l1=4.5m，質(zhì)量m1=8kg。金屬箱上端側(cè)壁A打開，距斜面頂端l2=5m�，F(xiàn)將質(zhì)量m2=1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))由斜面頂端自由釋放，沿斜面進(jìn)入金屬箱，物塊進(jìn)入金屬箱時(shí)沒有能量損失，最后與金屬箱下端側(cè)壁B發(fā)生彈性碰撞。碰撞的同時(shí)上端側(cè)壁A下落鎖定并釋放金屬箱。已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.3，與金屬箱內(nèi)表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.125，金屬箱與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ3=，重力加速度g取10m/s 2，sin=0.6，cos=0.8，求：

(1)物塊與金屬箱下端側(cè)壁B相碰前瞬間的速度；

(2)物塊與金屬箱側(cè)壁第二次相碰前物塊的速度。(結(jié)果保留2位小數(shù))

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，直線上M、N兩點(diǎn)分別放置等量的異種電荷，A、B是以M為圓心的圓上兩點(diǎn)，且關(guān)于直線對稱，C為圓與直線的交點(diǎn)。下列說法正確的是

A.A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同，電勢不等

B.A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不同，電勢相等

C.C點(diǎn)的電勢高于A點(diǎn)的電勢

D.將正電荷從A沿劣弧移到B的過程中，電勢能先增加后減少

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，為了測量滑塊（裝有遮光條）的加速度，在傾斜的氣墊導(dǎo)軌上安放兩個(gè)光電門A、B，配套的數(shù)字毫秒表會自動(dòng)記錄遮光條通過光電門的相應(yīng)時(shí)間。

某同學(xué)根據(jù)自己的設(shè)想，做了如下操作：

①將計(jì)時(shí)方式設(shè)定為記錄“遮光條從光電門A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間”。此時(shí)當(dāng)兩個(gè)光電門的任一個(gè)被擋住時(shí)，計(jì)時(shí)儀開始計(jì)時(shí)；當(dāng)兩個(gè)光電門中任一個(gè)被再次擋光時(shí)，計(jì)時(shí)終止。計(jì)時(shí)儀顯示的是兩次擋光之間的時(shí)間間隔；

②將滑塊從導(dǎo)軌上某處自由滑下，測出兩光電門間距x，并記下毫秒表上的示數(shù)t；

③保持光電門B位置不動(dòng)，適當(dāng)移動(dòng)光電門A的位置，重復(fù)步驟②；

④重復(fù)步驟③若干次。

(1)關(guān)于操作中的注意事項(xiàng)，下列各項(xiàng)正確的是________；

A．必須測量遮光條的寬度

B．兩光電門的間距應(yīng)適當(dāng)大些

C．在每次重復(fù)的步驟中，滑塊必須從導(dǎo)軌的同一位置自由滑下

D．導(dǎo)軌傾斜是為了平衡摩擦力

(2)已知該同學(xué)的兩組數(shù)據(jù)：，和，。其中，則滑塊的加速度________（用，；，表示）。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】估算池中睡蓮葉面承受雨滴撞擊產(chǎn)生的平均壓強(qiáng)，小明在雨天將一圓柱形水杯置于露臺，測得1小時(shí)內(nèi)杯中水上升了45mm。查詢得知，當(dāng)時(shí)雨滴豎直下落速度約為12m/s。據(jù)此估算該壓強(qiáng)約為（　�。ㄔO(shè)雨滴撞擊唾蓮后無反彈，不計(jì)雨滴重力，雨水的密度為1×103kg/m3）

A.0.15PaB.0.54PaC.1.5PaD.5.1Pa

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】標(biāo)稱3.7V的鋰電池，充滿電時(shí)電動(dòng)勢為4.2V，電動(dòng)勢低于3.4V時(shí)不能放電。某只該型號電池標(biāo)注如下：標(biāo)準(zhǔn)放電持續(xù)電流170mA，最大放電電流850mA，內(nèi)阻r≤0.2Ω。為測量其電動(dòng)勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供下列器材：

A．電壓表V（量程3V，內(nèi)阻3kΩ）

B．電流表(量程0.6A)

C．電流表（量程0~3A）

D．定值電阻R1=2kΩ

E．定值電阻R2=1Ω

F．滑動(dòng)變阻器(0~5Ω)

G．滑動(dòng)變阻器(0~20Ω)

H．待測電池，多用電表，開關(guān)導(dǎo)線若干

（1）設(shè)計(jì)測量電路如圖甲所示，電流表A應(yīng)選擇_____，滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選擇_____填寫器材序號）；

（2）按照設(shè)計(jì)電路完成實(shí)物電路的連接；（__________）

（3）閉合開關(guān)S前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P移到 ___選填“左”或“右”）端；閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表指針有偏轉(zhuǎn)，而電流表指針不偏轉(zhuǎn)，在不斷開電路的情況下，應(yīng)選擇多用電表的 ____檢查電路故障；

A．電阻“”擋 B．直流電流250mA擋 C．直流電壓2.5V擋 D．直流電壓10V擋

（4）正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，根據(jù)電壓表讀數(shù)計(jì)算出電壓表和定值電阻R，兩端的總電壓U。讀出對應(yīng)的電流表示數(shù)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)作出U—I圖象如圖丙所示。則電池電動(dòng)勢E= __V，內(nèi)阻r= ____Ω。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，將一矩形區(qū)域abcdef分為兩個(gè)矩形區(qū)域，abef區(qū)域充滿勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E，方向豎直向上；bcde區(qū)域充滿勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外。be為其分界線。af、bc長度均為L，ab長度為0.75L�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子（重力不計(jì)）從a點(diǎn)沿ab方向以初速度v0射入電場。已知電場強(qiáng)度，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：

(1)該電子從距離b點(diǎn)多遠(yuǎn)的位置進(jìn)入磁場；

(2)若要求電子從cd邊射出，所加勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值；

(3)若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可以調(diào)節(jié)，則cd邊上有電子射出部分的長度為多少。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案