解答题 较难0.4 引用1 组卷918
(1)如图所示,两条相距L的平行金属导轨位于同一水平面内,其左端接一阻值为R的电阻.矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下,质量为的金属杆位于磁场区域内且静置在导轨上.现让磁场区域以速度匀速向右运动,金属杆会在磁场力的作用下运动起来,已知金属杆运动时受到恒定的阻力f,除R外其它电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中与导轨垂直且始终未离开磁场区域.求:金属杆初始时的加速度和它能达到的最大速率
(2)根据(1)中的模型,某兴趣小组设计制作了一种磁悬浮列车模型,原理如图所示,PQ和MN是固定在水平地面上的两根足够长的平直导轨,导轨间分布着竖直(垂直纸面)方向等间距的匀强磁场B1和B2,二者方向相反.矩形金属框固定在实验车底部(车厢与金属框绝缘).其中ad边宽度与磁场间隔相等,当磁场B1和B2同时以速度沿导轨向右匀速运动时,金属框受到磁场力,并带动实验车沿导轨运动.已知金属框垂直导轨的ab边长、总电阻,列车与线框的总质量, ,悬浮状态下,实验车运动时受到恒定的阻力.
①求实验车所能达到的最大速率;
②假设两磁场由静止开始向右做匀加速运动,当时间为时,发现实验车正在向右做匀加速直线运动,此时实验车的速度为,求由两磁场开始运动到实验车开始运动所需要的时间.
(2)根据(1)中的模型,某兴趣小组设计制作了一种磁悬浮列车模型,原理如图所示,PQ和MN是固定在水平地面上的两根足够长的平直导轨,导轨间分布着竖直(垂直纸面)方向等间距的匀强磁场B1和B2,二者方向相反.矩形金属框固定在实验车底部(车厢与金属框绝缘).其中ad边宽度与磁场间隔相等,当磁场B1和B2同时以速度沿导轨向右匀速运动时,金属框受到磁场力,并带动实验车沿导轨运动.已知金属框垂直导轨的ab边长、总电阻,列车与线框的总质量, ,悬浮状态下,实验车运动时受到恒定的阻力.
①求实验车所能达到的最大速率;
②假设两磁场由静止开始向右做匀加速运动,当时间为时,发现实验车正在向右做匀加速直线运动,此时实验车的速度为,求由两磁场开始运动到实验车开始运动所需要的时间.
2018·重庆·三模
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某种超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起,同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力。其推进原理可以简化为如图所示的模型:PQ和MN是固定在水平地面上的两根足够长的平直导轨,导轨间分布着竖直(垂直纸面)方向等间距的匀强磁场B1和B2。二者方向相反。矩形金属框固定在实验车底部(车厢与金属框绝缘)。其中ad边宽度与磁场间隔相等。当磁场B1和B2同时以速度v沿导轨向右匀速运动时。金属框受到磁场力,并带动实验车沿导轨运动,已知金属框垂直导轨的ab边的边长L、金属框总电阻R,列车与线框的总质量m,B1=B2=B,悬浮状态下,实验车运动时受到的阻力恒为其对地速度的K倍。则下列说法正确的是( )
A.列车在运动过程中金属框中的电流方向一直不变 |
B.列车在运动过程中金属框产生的最大电流为 |
C.列车最后能达到的最大速度为 |
D.列车要维持最大速度运动,它每秒钟消耗的磁场能为 |
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