磁悬浮列车的运动原理如图所示,在水平面上有两根水平长直平行导轨,导轨间有与导轨面垂直且方向相反的匀强磁场B1和B2,B1和B2相互间隔,导轨上有金属框abcd。当磁场B1和B2同时以恒定速度沿导轨向右匀速运动时,金属框也会由静止开始沿导轨向右运动。已知两导轨间距L1=0. 4 m,两种磁场的宽度均为L2,L2=ab,B1=B2=1.0T。金属框的质量m=0.1kg,电阻R=2.0Ω。金属框受到的阻力与其速度成正比,即f=kv,k=0.08 kg/s,只考虑动生电动势。求:
(1)开始时金属框处于图示位置,判断此时金属框中感应电流的方向;
(2)若磁场的运动速度始终为v0=10m/s,在线框加速的过程中,某时刻线框速度v1=7m/s,求此时线框的加速度a1的大小;
(3)若磁场的运动速度始终为v0=10m/s,求金属框的最大速度v2为多大?此时装置消耗的总功率为多大?
高三物理解答题困难题
磁悬浮列车的运动原理如图所示,在水平面上有两根很长的平行直导轨,导轨间有与导轨垂直且方向相反的匀强磁场B1和B2,B1和B2相互间隔,导轨上有金属框abcd。当磁场B1和B2同时以恒定速度沿导轨向右匀速运动时,金属框也会沿导轨向右运动。已知两导轨间距L1=0. 4 m,两种磁场的宽度均为L2,L2=ab,B1=B2=B=1.0T。金属框的质量m=0.1 kg,电阻R=2.0Ω。设金属框受到的阻力与其速度成正比,即f=kv,比例系数k=0. 08 kg/s。求:
(1)若金属框达到某一速度时,磁场停止运动,此后某时刻金属框的加速度大小为a=6.0m/s2,则此时金属框的速度v1多大?
(2)若磁场的运动速度始终为v0=5m/s,在线框加速的过程中,某时刻线框速度v′=2m/s,求此时线框的加速度a′的大小
(3)若磁场的运动速度始终为v0=5m/s,求金属框的最大速度v2为多大?此时装置消耗的功率为多大?
高三物理计算题极难题查看答案及解析
磁悬浮列车的运动原理如图所示,在水平面上有两根很长的平行直导轨,导轨间有与导轨垂直且方向相反的匀强磁场B1和B2,B1和B2相互间隔,导轨上有金属框abcd。当磁场B1和B2同时以恒定速度沿导轨向右匀速运动时,金属框也会沿导轨向右运动。已知两导轨间距L1=0. 4 m,两种磁场的宽度均为L2,L2=ab,B1=B2=B=1.0T。金属框的质量m=0.1 kg,电阻R=2.0Ω。设金属框受到的阻力与其速度成正比,即f=kv,比例系数k=0. 08 kg/s。求:
(1)若金属框达到某一速度时,磁场停止运动,此后某时刻金属框的加速度大小为a=6.0m/s2,则此时金属框的速度v1多大?
(2)若磁场的运动速度始终为v0=5m/s,在线框加速的过程中,某时刻线框速度v′=2m/s,求此时线框的加速度a′的大小
(3)若磁场的运动速度始终为v0=5m/s,求金属框的最大速度v2为多大?此时装置消耗的功率为多大?
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磁悬浮列车的运动原理如图所示,在水平面上有两根很长的平行直导轨,导轨间有与导轨垂直且方向相反的匀强磁场B1和B2,B1和B2相互间隔,导轨上有金属框abcd。当磁场B1和B2同时以恒定速度5m/s沿导轨向右匀速运动时,金属框也会沿导轨向右运动。已知两导轨间距L1=0.4m,两种磁场的宽度均为L2,L2=ab,B1=B2=B=1.0T。金属框的质量m=0.1kg,电阻R=2.0Ω。设金属框受到的阻力与其速度成正比,即f=kv,比例系数k=0.08 kg/s。则下列说法正确的是
A.在线框加速的过程中,某时刻线框速度v′=2m/s,此时电路中的感应电动势大小为1.2V
B.在线框加速的过程中,某时刻线框速度v′=2m/s,此时线框的加速度a′的大小为8m/s2
C.金属框的最大速度为4 m/s
D.当金属框达到最大速度时,装置消耗的功率为1.6W
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磁悬浮列车的运动原理如图所示,在水平面上有两根水平长直平行导轨,导轨间有与导轨面垂直且方向相反的匀强磁场B1和B2,B1和B2相互间隔,导轨上有金属框abcd。当磁场B1和B2同时以恒定速度沿导轨向右匀速运动时,金属框也会由静止开始沿导轨向右运动。已知两导轨间距L1=0. 4 m,两种磁场的宽度均为L2,L2=ab,B1=B2=1.0T。金属框的质量m=0.1kg,电阻R=2.0Ω。金属框受到的阻力与其速度成正比,即f=kv,k=0.08 kg/s,只考虑动生电动势。求:
(1)开始时金属框处于图示位置,判断此时金属框中感应电流的方向;
(2)若磁场的运动速度始终为v0=10m/s,在线框加速的过程中,某时刻线框速度v1=7m/s,求此时线框的加速度a1的大小;
(3)若磁场的运动速度始终为v0=10m/s,求金属框的最大速度v2为多大?此时装置消耗的总功率为多大?
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磁悬浮列车的运动原理如图所示,在水平面上有两根水平长直平行导轨,导轨间有与导轨面垂直且方向相反的匀强磁场B1和B2,B1和B2相互间隔,导轨上有金属框abcd。当磁场B1和B2同时以恒定速度沿导轨向右匀速运动时,金属框也会由静止开始沿导轨向右运动。已知两导轨间距L1=0. 4 m,两种磁场的宽度均为L2,L2=ab,B1=B2=1.0T。金属框的质量m=0.1kg,电阻R=2.0Ω。金属框受到的阻力与其速度成正比,即f=kv,k=0.08 kg/s,只考虑动生电动势。求:
(1)开始时金属框处于图示位置,判断此时金属框中感应电流的方向;
(2)若磁场的运动速度始终为v0=10m/s,在线框加速的过程中,某时刻线框速度v1=7m/s,求此时线框的加速度a1的大小;
(3)若磁场的运动速度始终为v0=10m/s,求金属框的最大速度v2为多大?此时装置消耗的总功率为多大?
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磁悬浮列车的运行原理可简化为如图所示的模型,在水平面上,两根平行直导轨间有竖直方向且等距离分布的匀强磁场B1和B2,导轨上有金属框abcd,金属框宽度ab与磁场B1、B2宽度相同.当匀强磁场B1和B2同时以速度v0沿直导轨向右做匀速运动时,金属框也会沿直导轨运动,设直导轨间距为L,B1=B2=B,金属框的电阻为R,金属框运动时受到的阻力恒为F,则金属框运动的最大速度为多少?
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如图甲所示匀强磁场B=0.5T,方向竖直向下,MN、PQ是平行的粗糙的长直导轨,间距L=0.2m,放在水平面上,R=0.4是连在导轨一端的电阻,ab是垂直跨接在导轨上质量为m=0.1kg的导体棒,它与导轨间的动摩擦因数为。从t=0时刻开始,通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F,方向水平向左,使其从静止开始沿导轨做加速运动,此过程中导体棒始终保持与导轨垂直且接触良好,图乙是导体棒的速度——时间图象(其中OA是直线,AC是曲线,c点后速度达到稳定为10m/s),小型电动机在12s末达到额定功率,此后功率保持不变。除R以外,其余部分的电阻均不计,g=10m/s2。求:
(1)导体棒在0 — 12s内的加速度大小;
(2)电动机的额定功率;
(3)若已知0 — 12s内电阻R上产生的热量为12.5J,则此过程中牵引力做的功。
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(16分)如图,两根相距l=1m平行光滑长金属导轨电阻不计,被固定在绝缘水平面上,两导轨左端接有R=2Ω的电阻,导轨所在区域内加上与导轨垂直、方向相反的磁场,磁场宽度d相同且为0.6m,磁感应强度大小B1=T、B2=0.8T。现有电阻r=1Ω的导体棒ab垂直导轨放置且接触良好,当导体棒ab以m/s从边界MN进入磁场后始终作匀速运动,求:
⑴导体棒ab进入磁场B1时拉力的功率;
⑵导体棒ab经过任意一个B2区域过程中通过电阻R的电量;
⑶导体棒ab匀速运动过程中电阻R两端的电压有效值。
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