【題目】某種超導磁懸浮列車是利用超導體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時通過周期性地變換磁極方向而獲得推進動力．其推進原理可以簡化為如圖所示的模型：在水平面上相距b的兩根平行直導軌間，有豎直方向等距離分布的方向相反的勻強磁場和，且，每個磁場分布區(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．這時跨在兩導軌間的長為a寬為b的金屬框MNQP（懸浮在導軌正上方）在磁場力作用下也將會向右運動．設金屬框的總電阻為R，運動中所受到的阻力恒為f，求：

（1）列車在運動過程中金屬框產(chǎn)生的最大電流；

（2）列車能達到的最大速度；

（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）列車起動時金屬框產(chǎn)生的電流最大，設為，

電動勢為：E=2Bbv

則最大電流為：；
（2）分析列車受力可得列車運動的加速度：，當列車速度增大時，安培力F變小，加速度變小，當時，列車速度達到最大，有：
即，

解得：；
（3）由能的轉化和守恒，磁場提供的能量一部分轉化為電路中的電能進一步轉變?yōu)榛芈返慕苟鸁�，另一部分克服阻�?/span>f做功，單位時間內(nèi)的焦耳熱為：最大速度勻速運動時，磁場力等于阻力：，
可得阻力做功的功率為： ，

解得：．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，n匝矩形閉合導線框ABCD處于磁感應強度大小為B的水平勻強磁場中，線框面積為S，電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸以角速度勻速轉動，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時，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)生感應電動勢的表達式為e=nBSωsinωt

D.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為nBSω：U

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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—時間圖象分別如圖中直線和曲線所示，圖中t1對應x1，則（　　）

A.t1到t3時間內(nèi)，甲車做直線運動，乙車做曲線運動

B.在t1時刻，甲車的速度大于乙車的速度

C.t1到t2時間內(nèi)，一定存在某時刻兩車的速度相同

D.t1到t2時間內(nèi)，甲車的平均速度小于乙車的平均速度

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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，箱長l1=4.5m，質量m1=8kg。金屬箱上端側壁A打開，距斜面頂端l2=5m�，F(xiàn)將質量m2=1kg的物塊(可視為質點)由斜面頂端自由釋放，沿斜面進入金屬箱，物塊進入金屬箱時沒有能量損失，最后與金屬箱下端側壁B發(fā)生彈性碰撞。碰撞的同時上端側壁A下落鎖定并釋放金屬箱。已知物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.3，與金屬箱內(nèi)表面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.125，金屬箱與斜面間的動摩擦因數(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壁B相碰前瞬間的速度；

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

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科目：高中物理 來源： 題型：

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

A.A、B兩點的電場強度相同，電勢不等

B.A、B兩點的電場強度不同，電勢相等

C.C點的電勢高于A點的電勢

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

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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，在傾斜的氣墊導軌上安放兩個光電門A、B，配套的數(shù)字毫秒表會自動記錄遮光條通過光電門的相應時間。

某同學根據(jù)自己的設想，做了如下操作：

①將計時方式設定為記錄“遮光條從光電門A運動到B的時間”。此時當兩個光電門的任一個被擋住時，計時儀開始計時；當兩個光電門中任一個被再次擋光時，計時終止。計時儀顯示的是兩次擋光之間的時間間隔；

②將滑塊從導軌上某處自由滑下，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，適當移動光電門A的位置，重復步驟②；

④重復步驟③若干次。

(1)關于操作中的注意事項，下列各項正確的是________；

A．必須測量遮光條的寬度

B．兩光電門的間距應適當大些

C．在每次重復的步驟中，滑塊必須從導軌的同一位置自由滑下

D．導軌傾斜是為了平衡摩擦力

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

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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，小明在雨天將一圓柱形水杯置于露臺，測得1小時內(nèi)杯中水上升了45mm。查詢得知，當時雨滴豎直下落速度約為12m/s。據(jù)此估算該壓強約為（　　）（設雨滴撞擊唾蓮后無反彈，不計雨滴重力，雨水的密度為1×103kg/m3）

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

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】標稱3.7V的鋰電池，充滿電時電動勢為4.2V，電動勢低于3.4V時不能放電。某只該型號電池標注如下：標準放電持續(xù)電流170mA，最大放電電流850mA，內(nèi)阻r≤0.2Ω。為測量其電動勢和內(nèi)阻，實驗室提供下列器材：

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．滑動變阻器(0~5Ω)

G．滑動變阻器(0~20Ω)

H．待測電池，多用電表，開關導線若干

（1）設計測量電路如圖甲所示，電流表A應選擇_____，滑動變阻器R應選擇_____填寫器材序號）；

（2）按照設計電路完成實物電路的連接；（__________）

（3）閉合開關S前，應將滑動變阻器滑片P移到 ___選填“左”或“右”）端；閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電壓表指針有偏轉，而電流表指針不偏轉，在不斷開電路的情況下，應選擇多用電表的 ____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）正確進行實驗操作，根據(jù)電壓表讀數(shù)計算出電壓表和定值電阻R，兩端的總電壓U。讀出對應的電流表示數(shù)，在坐標紙上描點作出U—I圖象如圖丙所示。則電池電動勢E= __V，內(nèi)阻r= ____Ω。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，將一矩形區(qū)域abcdef分為兩個矩形區(qū)域，abef區(qū)域充滿勻強電場，場強為E，方向豎直向上；bcde區(qū)域充滿勻強磁場，磁感應強度為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)有一質量為m、電荷量為e的電子（重力不計）從a點沿ab方向以初速度v0射入電場。已知電場強度，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：

(1)該電子從距離b點多遠的位置進入磁場；

(2)若要求電子從cd邊射出，所加勻強磁場磁感應強度的最大值；

(3)若磁感應強度的大小可以調節(jié)，則cd邊上有電子射出部分的長度為多少。

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