精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

在上百米高的摩天大樓中,因普通電梯牽引鋼繩太長形成很多技術困難(圖a),因此人們設計了電磁驅動的方式牽引電梯。圖b所示為電磁驅動的一種簡化原理:光滑的平行長直金屬導軌置于豎直面內,間距為L、導軌下端接有阻值為R的電阻,質量為m的導體棒(相當于電梯車廂)垂直跨接在導軌上。導軌和導體棒的電阻均不計,且接觸良好。在導軌平面上存在著磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域,當磁場以速度v1勻速向上移動時,導體棒隨之運動并很快達到恒定速度。設導體棒始終處于磁場區(qū)域內。求

(1)導體棒所達到的恒定速度v2;

(2)導體棒以恒定速度運動時,克服重力做功的功率和電路中消耗的電功率;

(3)若t = 0時磁場由靜止開始水平向上做勻加速直線運動,經過較短時間后,導體棒也做勻加速直線運動,其v-t關系如圖c所示,已知在時刻t導體棒的瞬時速度大小為vt,求導體棒做勻加速直線運動時的加速度大小。


(1)設電路中感應電動勢為E,則

EBLv1v2)         …………………………………………….

由閉合電路歐姆定律   …………………………………………….

導體棒所受安培力FBIL     ………………………………………….

速度恒定時有   F=mg       …………………………………………….

聯立以上各式可得:    …………………………………

(2)克服重力做功的功率P1= mgv2      …………………………….………

整理得      ………………………………………

電路中消耗的電功率P2=I2R     ………………………………………

整理得           ……………………………………….

(3)導體棒加速運動時,由牛頓第二定律及上述式子可得

    ……………………………………….

導體棒要做勻加速運動,必有(v1v2)為常數,即導體棒與磁場具有相同加速度a。

                    ………………………………………….……….

設Dv=(v1v2),在t時刻磁場速度應該為

v=Dv+vt                     …………………………………………

對磁場,由運動學公式得v=at  …………………………………………

即  Dv=(v1v2)=at-vt         …………………………………………

則有    ………………………………………

解得: …………………………………………..….


練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:


如圖4所示,將帶電棒移近兩不帶電的導體球,兩個導體球開始時互相接觸且對地絕緣,下述幾種方法中能使兩球都帶電的是(  )

圖4

A.先把兩球分開,再移走棒

B.先移走棒,再把兩球分開

C.先將棒接觸一下其中的一球,再把兩球分開

D.棒的帶電荷量不變,兩導體球不能帶電

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:


下列單位換算關系中,正確的是(  )

   A.1T=1N/A         B.1T=1Wb/m2      C.1V=1T·m/s     D.1V=1F/C

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:


如圖所示,傾角為θ=30°、足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ相距L1=0.4m,B1=5T的勻強磁場垂直導軌平面向上。一質量m=1.6kg的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上,且始終與導軌接觸良好,其電阻r=1Ω。金屬導軌上端連接右側電路,R1=1Ω,R2=1.5Ω。R2兩端通過細導線連接質量M=0.6kg的正方形金屬框cdef,每根細導線能承受的最大拉力Fm=3.6N,正方形邊長L2=0.2 m,每條邊電阻r0=1Ω,金屬框處在一方向垂直紙面向里、B2=3T的勻強磁場中。現將金屬棒由靜止釋放,不計其他電阻及滑輪摩擦,取g=10m/s2。求:

(1)電鍵S斷開時棒ab下滑過程中的最大速度vm;

(2)電鍵S閉合,細導線剛好被拉斷時棒ab的速度v;

(3)若電鍵S閉合后,從棒ab釋放到細導線被拉斷的過程中棒ab上產生的電熱Q=2J,此過程中棒ab下滑的高度h。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:


如圖甲所示,共220匝的矩形金屬線圈繞與 磁感線垂直的轉軸在勻強磁場中勻速轉動,輸出交流電的電動勢圖像如乙圖所示,經原、副線圈匝數比為1:10的理想變壓器給一額定功率為22W的燈泡供電,電路如圖丙所示。閉合開關后,燈泡正常發(fā)光。則(     )

A.交流發(fā)電機的轉速為100r/s

B.燈泡的額定電壓為V

C.變壓器原線圈中電流表的示數為1A

D.t = 0.01s時刻穿過線框回路的磁通量為Wb

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:


如圖,線圈M和線圈N繞在同一鐵芯上.M與電源、開關、滑動變阻器相連,P為滑動變阻器的滑動端,開關S處于閉合狀態(tài).N與電阻R相連.下列說法正確的是( )

A.當P向右移動,通過R的電流為b到a

B.當P向右移動,通過R的電流為a到b

C.斷開S的瞬間,通過R的電流為b到a

D.斷開S的瞬間,通過R的電流為a到b

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:


下列現象中,能表明電和磁有聯系的是( )
A.摩擦起電
B.兩塊磁鐵相互吸引或排斥
C.小磁針靠近通電導線時偏轉
D.磁鐵插入閉合線圈過程中,線圈中產生感應電流  

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:


如圖6所示,甲是遠距離輸電線路的示意圖,乙是發(fā)電機輸出電壓隨時間變化的正弦曲線圖像,則下面說法中正確的是(  )

                

A.發(fā)電機輸出交流電的電壓有效值是500 V

B.用戶用電器上交流電的頻率是50 Hz

C.輸出線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數比決定

D.當用戶用電器的總電阻增大時,輸電線上損失的功率減小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:


如圖所示,在滑動變阻器的滑片向左滑動的過程中,理想電壓表、電流表的示數將發(fā)生變化,電壓表V1、V2示數變化量的絕對值分別為△U1、△U2,已知電阻R大于電源內阻r,則(     )

A.電流表A的示數增大

B.電壓表V2的示數增大

C.電壓表V1的示數增大

D.△U1大于△U2

查看答案和解析>>

同步練習冊答案