组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 电磁感应 > 电磁感应中的能量转化 > 电磁感应与电路的综合问题
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:808 题号:18025030
小伟同学在看到电梯坠落事故的新闻报道后﹐他想利用所学知识设计了一个电梯坠落时确保其安全落地的电磁缓冲装置,其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓电梯和地面间的冲击力。如图甲所示,在电梯的底盘安装有均匀对称的8台电磁缓冲装置,电磁缓冲结构示意图如图乙所示。在缓冲装置的底板上,沿竖直方向固定着两个光滑绝缘导轨PQMN。导轨内侧安装电磁铁(图中未画出),能产生垂直于导轨平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成,滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd,线圈的总电阻为R,匝数为nab边长为L。假设整个电梯以速度v0与地面碰撞后,滑块K立即停下,此后在线圈与轨道的磁场作用下使电梯箱体减速,从而实现缓冲。已知电梯质量为m,重力加速度为g,一切摩擦阻力不计,缓冲装置质量忽略不计。
(1)求滑块K的线圈中最大感应电动势的大小;
(2)若滑块K停下后电梯箱体向下移动距离h后速度为零,则此过程中每个缓冲线圈abcd中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
(3)若要使缓冲滑块K实线最大限度的缓冲功能,且缓冲时间为t,则缓冲装置中的光滑导轨PQMN长度至少多长?

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【推荐1】如图所示,CDEF是两条水平放置、阻值可忽略且间距为L的足够长平行金属导轨,左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接,弯曲轨道上端接有一阻值为R的电阻,水平导轨所在空间存在磁感应强度大小为B。方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。将一阻值也为R、质量为m的导体棒从弯曲轨道上高为h处由静止释放,导体棒在水平导轨上运动距离d停止。已知导体棒与水平导轨接触良好,它们之间动摩擦因数为。求导体棒从释放到最终停止过程中:
(1)通过电阻R的最大电流;
(2)流过电阻R的电荷量;
(3)电阻R中产生的焦耳热。

2021-01-31更新 | 877次组卷
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【推荐2】如图甲所示,一等腰直角三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板下方,图中的水平虚线过abac边中点,在虚线的下方存在垂直于导线框所在平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小随时间变化的图像如图乙所示。已知直角边长,导线框的电阻,求:
(1)在时,导线框所受安培力的大小。
(2)在时间内,导线框产生的焦耳热。

2024-03-31更新 | 316次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
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【推荐3】如图甲所示,光滑绝缘水平面上,磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界,MN的左侧有一质量m=0.1kg,bc边长L1=0.2m,电阻R=2Ω的矩形线圈abcdt=0时,用一恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过时间1s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场.整个运动过程中,线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示.

(1)求线圈bc边刚进入磁场时的速度v1和线圈在第ls内运动的距离x
(2)写出第2s内变力F随时间t变化的关系式;
(3)求出线圈ab边的长度L2
2016-12-08更新 | 354次组卷
共计 平均难度:一般