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 > 线框进出磁场类问题 > 线框进出磁场产生的等效电路相关计算(E、I、F、U、P)
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:662 题号:19112465
某种飞船的电磁缓冲装置结构简化图如图所示。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NPMQ。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,磁感应强度为B。绝缘缓冲底座上绕有n匝闭合矩形线圈,线圈总电阻为Rab边长为L。假设整个返回舱以速度与地面碰撞后,绝缘缓冲底座立即停下,船舱主体在磁场作用下减速,从而实现缓冲。返回舱质量为m,地球表面重力加速度为g,一切摩擦阻力不计,缓冲装置质量忽略不计。
(1)求绝缘缓冲底座的线圈中最大感应电流的大小
(2)若船舱主体向下移动距离H后速度减为v,此过程中缓冲线圈中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?

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【推荐1】如图,为磁悬浮列车的原理图,水平地面上有两根很长的平行直导轨PQMN,导轨间有竖直(垂直纸面)方向等间距的匀强磁场B1B2,二者方向相反。导轨上有一个与磁场间距等宽的金属框abcd。当匀强磁场B1B2同时以某一速度沿直轨道向右运动时,金属框也会沿直轨道运动,设金属框ab边长L=2m,匀强磁场的磁感应强度为B1B2=5T,金属框的质量m=1kg,电阻为R=2Ω,设金属框受到的机械阻力总和(即空气阻力等)与其速度成正比,即fkv、比例系数k=5N·s/m。(提示:若磁场与金属棒速度相等,则无动生电动势)
(1)若磁场运动速度为v0=5m/s,设在t=0时刻,金属框从如图位置启动,求此时金属框运动的加速度的大小;
(2)若磁场的运动速度稳定为v0=5m/s,求金属框的最大速度v1的大小;
(3)请定性分析当金属框以最大速度匀速运动时,该模型内的能量转化情况;
(4)请猜测实际在运行的磁悬浮列车的启动加速度与(1)中结果的大小关系,并分析两者区别的主要原因。
2022-07-09更新 | 345次组卷
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【推荐2】如图所示,宽、长的矩形闭合线框,电阻为,线框以速度垂直于磁场方向匀速通过匀强磁场区域,匀强磁场宽,磁感应强度,问:

(1)边进入磁场后,它所受到的磁场力多大?
(2)整个过程中线框产生的热量是多少?
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【推荐3】如图甲所示,竖直向下的匀强磁场垂直于光滑的桌面,图甲中的虚线为磁场的边界线,边界线右侧的磁场区域足够大;质量为m、电阻为R的矩形金属线圈abcd平放在桌面上,线圈的长和宽分别为l和2l,线圈的一半在磁场内,一半在磁场外;t=0时刻磁感应强度从B0开始均匀减小,线圈中产生感应电流,在磁场力作用下线圈的vt图象如图乙所示,图乙中的斜向虚线为t=0时刻速度图线的切线,数据由图中给出.求:
(1)t=0时刻金属线圈的加速度;
(2)磁感应强度的变化率
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共计 平均难度:一般