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隨著科學技術的發(fā)展，磁動力作為一種新型動力系統(tǒng)已經越來越多的應用于現(xiàn)代社會，如圖13所示為電磁驅動裝置的簡化示意圖，兩根平行長直金屬導軌傾斜放置，導軌平面與水平面的夾角為q，導軌的間距為L，兩導軌上端之間接有阻值為R的電阻。質量為m的導體棒ab垂直跨接在導軌上，接觸良好，導體棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ=tanθ，導軌和導體棒的電阻均不計，且在導軌平面上的矩形區(qū)域（如圖中虛線框所示）內存在著勻強磁場，磁場方向垂直導軌平面向上，磁感應強度的大小為B。（導體棒在運動過程中始終處于磁場區(qū)域內）

（1）若磁場保持靜止，導體棒在外力的作用下以速度v0沿導軌勻速向下運動，求通過導體棒ab的電流大小和方向；

（2）當磁場以某一速度沿導軌平面勻速向上運動時，可以使導體棒以速度v0沿斜面勻速向上運動，求磁場運動的速度大�。�

（3）為維持導體棒以速度v0沿斜面勻速向上運動，外界必須提供能量，此時系統(tǒng)的效率η為多少。（效率是指有用功率對驅動功率或總功率的比值）


（1）磁場靜止，導體棒以速度v0向下切割磁感線

感應電動勢：  …………………………………………………（2分）

感應電流：  ………………………………………………（2分）

由右手定則判定，電流的方向由b指向a ………………………………… （2分）

（2）磁場帶動導體棒共同向上運動受力如圖所示：

感應電動勢： …………………… （2分）

感應電流：  ………………  （1分）

安培力： …………………………………   （1分）

平衡方程： ……………   （1分）

得：       （1分）

（3）導體棒以速度v0沿斜面勻速向上運動時，

感應電流：  ……………………………………………  （1分）

導體棒中焦耳熱功率： …………………  （1分）

摩擦生熱功率： ……………………………………（1分）

克服重力做功的功率： ……………（1分）

系統(tǒng)的總功率： ………………………………………… （1分）

系統(tǒng)的效率：

………  （1分）


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，小圓盤。水平固定，帶電量為+Q，從盤心O處釋放一個帶電量為+q、質量為m的小球，由于電場力的作用，小球豎直上升的高度可達盤中心豎直線上的c點， Oc=h1，又知過豎直線b點時小球的速度最大，Ob=h2，重力加速度為g，規(guī)定圓盤的電勢為零。由此可確定

A. b點的場強大小為

B. c點的場強大小為

C. b點的電勢為

D. c點的電勢為

 

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示的“碰撞球”實驗裝置中，n個小球都用長為L的細線懸掛起來，處在同一水平高度且并排在一條直線上，相鄰兩球的間隙很小。已知各小球間的質量關系為，各小球間的碰撞無機械能損失，重力加速度為g，初始時，將左邊的小球1向左拉離60O角后由靜止釋放．試求：

（1）小球1碰撞小球2之前的速度的大小；

（2）在1、2兩球碰撞后的瞬間，小球2的速度的大�。�

（3）若在相鄰兩個小球都完成一次碰撞后，小球n可在豎直面內做圓周運動并能通過其正上方的最高點，n的取值至少為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖甲，光滑的水平面上有三個滑塊、、；、的質量均等于1kg；、被一根輕質彈簧連接在一起，處于靜止狀態(tài)；在t=0時，滑塊突然以水平向右的速度與正碰，并瞬間粘合成一個物體(記為)；此后運動過程中彈簧始終處于彈性限度內，的速度隨時間做周期性變化，如圖乙。則：

⑴ 求滑塊的初速度大小以及、正碰中損失的機械能；

⑵ 求滑塊的質量；

⑶ 當滑塊的速度變?yōu)?sub>瞬間，突然向左猛擊一下它，使之突變?yōu)?sub>，求此后彈簧彈性勢能最大值的表達式，并討論取何值時，的最大值。

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科目：高中物理 來源： 題型：


物理課上，教師做了一個奇妙的“電磁阻尼”實驗。如圖3所示，A是由銅片和絕緣細桿組成的擺，其擺動平面通過電磁鐵的兩極之間，當繞在電磁鐵上的勵磁線圈未通電時，銅片可自由擺動，要經過較長時間才會停下來。當線圈通電時，銅片擺動迅速停止。

某同學另找來器材再探究此實驗。他連接好電路，經重復試驗，均沒出現(xiàn)擺動迅速停止的現(xiàn)象。對比老師的演示實驗，下列四個選項中，導致實驗失敗的原因可能是（  ）

A．線圈接在了交流電源上

B．電源的電壓過高

C．所選線圈的匝數(shù)過多

D．構成擺的材料與老師的不同

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半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導線，分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如圖（a）所示。有一變化的磁場垂直于紙面，規(guī)定向內為正，變化規(guī)律如圖（b）所示。在t=0時刻平板之間中心有一重力不計，電荷量為q的靜止微粒，則以下說法正確的是

A. 第2秒內上極板為正極        B. 第3秒內上極板為負極

C. 第2秒末微粒回到了原來位置  D. 第3秒末兩極板之間的電場強度大小為0.2πr2 /d  

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如圖（a）是“測電池的電動勢和內阻”的實驗電路，如果采用一節(jié)新干電池進行實驗，實驗時會發(fā)現(xiàn)，當滑動變阻器在阻值較大的范圍內調節(jié)時，電壓表_____________， 原因是：________________________________，從而影響測量值的精確性．

為了較精確地測量一節(jié)新干電池的內阻，可用以下給定的器材和一些導線來完成實驗，器材：量程3V的理想電壓表V，量程0.6A的電流表A（具有一定內阻），定值電阻R0（R0＝1.5Ω），滑動變阻器R1（0 ~ 10Ω），滑動變阻器R2（0 ~ 200Ω），開關S．

（1）實驗電路原理圖如圖（b），加接電阻R0有兩方面的作用，一是方便實驗操作和數(shù)據(jù)測量，二是                                               ．

（2）為方便實驗調節(jié)且能較準確地進行測量，滑動變阻器應選用        （填R1或 R2）．

（3）用筆畫線代替導線在圖（c）丙中完成實物連接圖．

（4）實驗中改變滑動變阻器的阻值，測出幾組電流表和電壓表的讀數(shù)在給出的U－I坐標系中畫出U－I圖線如圖（d）所示，則新干電池的內阻r =_____Ω

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在傾角為的光滑固定斜面上，有兩個質量均為的小球、，它們用勁度系數(shù)為的輕彈簧連接，現(xiàn)對施加一水平向右的恒力，使、均靜止在斜面上，此時彈簧的長度為，下列說法正確的是

A.彈簧的原長為 

B.水平恒力大小為

C.撤掉恒力的瞬間小球A的加速度為

D.撤掉恒力的瞬間小球B的加速度為

 


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科目：高中物理 來源： 題型：


為研究鋼球在液體中運動時所受阻力的阻力常數(shù)，讓鋼球從某一高度豎直下落進入液體中運動，用閃光照相的方法拍攝出鋼球在不同時刻的位置，如圖所示。已知鋼球在液體中運動時所受阻力F＝kv2，閃光照相機的閃光頻率為f，圖中刻度尺的最小分度為s0，鋼球質量為m，則阻力常數(shù)k的表達式為________．

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