题型:解答题
难度:0.65
引用次数:499
题号:22835140
某兴趣小组设计了一种火箭落停装置,简化原理如图所示,它由两根竖直导轨、承载火箭装置、简化为与火箭绝缘的导电杆MN和装置A组成,并形成闭合回路,装置A能自动调节其输出电压确保回路电流I恒定,方向如图所示,导轨长度远大于导轨间距,不论导电杆运动到什么位置,电流I在导电杆以上空间产生的磁场近似为零,在导电杆所在处产生的磁场近似为匀强磁场,大小B1=kI(其中k为常量),方向垂直导轨平面向里;在导电杆以下的两导轨间产生的磁场近似为匀强磁场,大小B2=2kI,方向与B1相同,火箭无动力下降到导轨顶端时与导电杆粘接,以速度v0进入导轨,到达绝缘停靠平台时速度恰好为零,完成火箭落停,已知火箭与导电杆的总质量为M,导轨间距,导电杆电阻为R,导电杆与导轨保持良好接触滑行,不计空气阻力和摩擦力,不计导轨电阻和装置A的内阻,在火箭落停过程中,求:
(1)导电杆所受安培力的大小F和运动的距离L;
(2)回路感应电动势E与运动时间t的关系;
(3)装置A输出电压U与运动时间t的关系及输出的能量W。
(1)导电杆所受安培力的大小F和运动的距离L;
(2)回路感应电动势E与运动时间t的关系;
(3)装置A输出电压U与运动时间t的关系及输出的能量W。
更新时间:2024-05-27 10:08:34
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【推荐1】如图甲所示,粗糙斜面与水平面的夹角为37°,质量为1.2kg的小物块(可视为质点),在一沿斜面向上的恒定推力作用下从点由静止开始向上运动,作用一段时间后撤去推力,小物块能达到的最高位置为点,小物块从到的图象如图乙所示(取,,)。求:
(1)撤去后小物块运动的加速度;
(2)小物块与斜面间的动摩擦因数;
(3)内推力的冲量。
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【推荐2】滑雪是常见的体育运动项目。某一山坡滑道可视为倾角的斜面,一滑雪者从静止开始匀加速自由下滑,在时间t=8s内沿山坡滑道滑下的位移s=40m,后又进入水平滑道。设水平滑道足够长,不计空气阻力,取sin14°=0.24,cos14°=0.97,重力加速度g=10m/s2。
(1)求滑雪板与斜面滑道之间的动摩擦因数;
(2)若水平滑道与山坡滑道的动摩擦因数相同,求该滑雪者在水平滑道上滑行的最大距离。
(1)求滑雪板与斜面滑道之间的动摩擦因数;
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【推荐3】如图甲所示,钢架雪车是一项惊险刺激的雪上比赛项目,某段赛道可简化为图乙所示,其中段为赛道的水平出发区,段为倾角为的滑行区,段为倾角也为的减速区。在某次训练中,质量为的运动员由点出发,以的水平推力推动质量为的雪车向点加速运动,经到达点后俯卧在雪车上直接进入滑行区,最终恰运动到赛道上处。已知该段赛道全长,运动员在段运动时受到的阻力恒为,雪车与段间的动摩擦因数为,、两点的高度差为,,,重力加速度取,不计在赛道连接点的能量损失,求:
(1)在出发区运动员对雪车做的功;
(2)在减速区段雪车与赛道间的动摩擦因数。
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【推荐1】如图所示,足够长的平行光滑金属导轨竖直固定放置,导轨间距。两金属棒、均垂直于导轨放置且与导轨接触良好,其长度恰好等于导轨间距,两棒的质量均为,金属棒电阻,金属棒电阻,回路中其余电阻忽略不计。棒放置在水平绝缘平台上,整个装置处在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中,磁感应强度。棒在恒力作用下由静止开始向上运动。当棒上升距离为时,它达到最大速度,此时棒对绝缘平台的压力恰好为零。取,求:
(1)恒力的大小;
(2)棒达到的最大速度;
(3)在此过程中通过棒的电荷量;
(4)在此过程中棒产生的焦耳热。
(1)恒力的大小;
(2)棒达到的最大速度;
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【推荐2】如图所示,固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨,垂直于导轨放置的两根金属棒MN和PQ长度也为l、电阻均为R,两棒与导轨始终接触良好。MN两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连,线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场,磁通量变化率为常量k。图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B.PQ的质量为m,金属导轨足够长、电阻忽略不计。
(1)请简要归纳出电磁感应电动势的两种方法。
(2)若闭合S,若使PQ保持静止,需在其上加多大的水平恒力F,并指出其方向;
(3)若断开S,PQ在上述恒力作用下,由静止开始到速度大小为v的加速过程中流过PQ的电荷量为q,求该过程安培力做的功W。
(1)请简要归纳出电磁感应电动势的两种方法。
(2)若闭合S,若使PQ保持静止,需在其上加多大的水平恒力F,并指出其方向;
(3)若断开S,PQ在上述恒力作用下,由静止开始到速度大小为v的加速过程中流过PQ的电荷量为q,求该过程安培力做的功W。
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【推荐1】游乐场中跳楼机的工作原理是:先把游客和座椅拉升到离地高处,使游客随座椅一起自由下落,当下落到制动开关A位置时,触发制动开始减速,到达地面时速度刚好为零(制动包含机械制动和电磁制动)。整个装置简化图如图:为安全高度限制金属横杆,为竖直光滑平行导轨,导轨宽度,游客和座椅可视为质量:、长度为L的水平金属杆,金属杆的电阻,运动时始终与导轨垂直,制动开关A点下方区域(含A点所在水平边界)存在垂直于导轨平面向里的匀强磁场。若金属杆进入磁场时的速度大小为、加速度大小,机械制动提供的拉力,金属杆与导轨始终接触,忽略空气阻力,与导轨的电阻不计,重力加速度。求:
(1)制动开关A离地面的高度。
(2)该磁场磁感应强度的大小B。
(3)金属杆从运动到的过程中,通过金属杆的电荷量q。
(1)制动开关A离地面的高度。
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【推荐2】如图所示,ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左端连接一个R=2欧姆的电阻,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计,整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下,现对金属棒施加一水平向右的拉力F,使棒从静止开始向右运动,解答以下问题.
(1)若施加的水平外力恒为F=8N,则金属棒达到的稳定速度v1是多少?
(2)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒达到的稳定速度v2是多少?
(3)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则从金属棒开始运动到速度 v3=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J,则该过程中所需的时间是多少?
(1)若施加的水平外力恒为F=8N,则金属棒达到的稳定速度v1是多少?
(2)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒达到的稳定速度v2是多少?
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【推荐3】如图所示,两根间距为l的光滑金属导轨(不计电阻),由一段圆弧部分与一段无限长的水平段部分组成,其水平段加有竖直向下方向的匀强磁场,磁感应强度为B,导轨水平段上静止放置一金属棒cd,质量为2m,电阻为2r。另一质量为m,电阻为r的金属棒ab,从圆弧段M处由静止释放下滑至N处进入水平段,棒与导轨始终垂直且接触良好,圆弧段MN半径为R,所对圆心角为60°。求:
(1)ab棒在N处进入磁场区速度是多大?此时棒中电流是多少?
(2)cd棒能达到的最大速度是多大?
(3)cd棒由静止到达最大速度过程中,系统所能释放的热量是多少?
(1)ab棒在N处进入磁场区速度是多大?此时棒中电流是多少?
(2)cd棒能达到的最大速度是多大?
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