2022年4月16日上午,被称为“感觉良好”乘组的“神舟十三号”结束太空出差,顺利回到地球。为了能更安全着陆,设计师在返回舱的底盘安装了4台电磁缓冲装置。每台电磁缓冲装置包含绝缘光滑缓冲轨道、,且缓冲轨道内存在稳定匀强磁场,方向垂直于整个缓冲轨道平面。4台电磁缓冲装置与地面提前着陆的4个缓冲滑块分别对接,缓冲滑块外部由高强度绝缘材料制成,其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈。当缓冲滑块接触地面时,滑块立即停止运动,此后线圈与返回舱中的磁场相互作用,返回舱一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度,从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时,返回舱的速度大小为,4台电磁缓冲装置结构相同,其中一台电磁缓冲装置的结构简图如图所示,线圈的电阻为R,边长为L,返回舱的质量为m,磁感应强度大小为B,重力加速度大小为g,一切摩擦阻力均不计。
(1)缓冲滑块刚停止运动时,求流过线圈边的电流大小和方向;
(2)假设缓冲轨道足够长,线圈足够高,求软着陆速度v的大小;
(3)若返回舱的速度大小从减到v的过程中,经历的时间为t,求该过程中返回舱下落的高度h和每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热Q。(结果保留v)
(1)缓冲滑块刚停止运动时,求流过线圈边的电流大小和方向;
(2)假设缓冲轨道足够长,线圈足够高,求软着陆速度v的大小;
(3)若返回舱的速度大小从减到v的过程中,经历的时间为t,求该过程中返回舱下落的高度h和每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热Q。(结果保留v)
更新时间:2024-02-02 13:41:31
|
相似题推荐
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐1】如图所示,光滑斜面的倾角,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长L1=1m,bc边的边长L2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框与绝缘细线相连,现用F=20N的恒力通过定滑轮向下拉细线并带动线框移动(如图所示),斜面上ef线(ef∥gh)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,如果线框从静止开始运动,进入磁场最初一段时间做匀速运动,ef和gh的距离s=18.6m,取g=10m/s2,求:
(1)线框进入磁场前的加速度和线框进入磁场时做匀速运动的速度v;
(2)简要分析线框在整个过程中的运动情况,并求出ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间t;
(3)ab边运动到gh线处的速度大小,和在线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热。
(1)线框进入磁场前的加速度和线框进入磁场时做匀速运动的速度v;
(2)简要分析线框在整个过程中的运动情况,并求出ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间t;
(3)ab边运动到gh线处的速度大小,和在线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热。
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐2】如图甲所示,有两根竖直的平行金属导轨,间距L=1m。导轨所在空间有两宽度均为D=0.8m的匀强磁场区域,B1方向垂直导轨平面向外,B2方向垂直导轨平面向里,其边界均与导轨垂直,两磁场的间距为H(H未知)。“联动双杆”(两根长为L的金属杆ab和cd用长度为D的刚性绝缘轻杆ef连接构成)的总质量为m=2.5kg,两杆的电阻均为R=1Ω(其余电阻不计)。T=0时刻“联动双杆”在垂直ab边竖直向上的恒定的拉力F=24N作用下从静止开始运动(始终与轨道接触良好,摩擦阻力不计),依次经过两匀强磁场区域,其向下运动过程中的速度与时间的关系如图乙所示。已知t1=5s时,cd杆刚好到达B1区域边界线PP′,“联动双杆”便开始匀速运动;t2=5.5s时,cd边刚好到达B2区域的边界线MM′便撤去拉力F。求:(g=10m/s2)
(1)匀强磁场磁感应强度B1的大小;
(2)两磁场的间距H和磁感应强度B2的大小;
(3)t1=5s至t3=5.8s过程中ab杆中产生的焦耳热。
(1)匀强磁场磁感应强度B1的大小;
(2)两磁场的间距H和磁感应强度B2的大小;
(3)t1=5s至t3=5.8s过程中ab杆中产生的焦耳热。
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐1】动能回收系统(KineticEnergyRecoverySystem)是新能源汽车时代一项重要的技术,其主要原理是利用电磁制动回收动能以替代传统的刹车制动模式,其能源节省率高达37%。其原理为,当放开油门进行轻制动时,汽车由于惯性会继续前行,此时回收系统会让机械组拖拽发电机线圈,切割磁场并产生电流对电池进行供电。设汽车的质量为M,若把动能回收系统的发电机看成理想模型:线圈匝数为N,面积为S,总电阻为r,且近似置于一磁感应强度为B的匀强磁场中。若把整个电池组等效成一外部电阻R,则:
(1)若汽车系统显示发电机组此时的转速为n,则此时能向外提供多少有效充电电压?
(2)某厂家研发部为了把能量利用达到最大化,想通过设计“磁回收”悬挂装置对汽车行驶过程中的微小震动能量回收,实现行驶更平稳,更节能的目的。其装置设计视图如图甲、乙所示,其中,避震筒的直径为D,震筒内有辐向磁场且匝数为n₁的线圈所处位置磁感应强度均为,线圈内阻及充电电路总电阻为,外力驱动线圈,使得线圈沿着轴线方向往复运动,其纵向震动速度图像如图丙所示,忽略所有的摩擦。试写出此避震装置提供的电磁阻力随时间的表达式。
(1)若汽车系统显示发电机组此时的转速为n,则此时能向外提供多少有效充电电压?
(2)某厂家研发部为了把能量利用达到最大化,想通过设计“磁回收”悬挂装置对汽车行驶过程中的微小震动能量回收,实现行驶更平稳,更节能的目的。其装置设计视图如图甲、乙所示,其中,避震筒的直径为D,震筒内有辐向磁场且匝数为n₁的线圈所处位置磁感应强度均为,线圈内阻及充电电路总电阻为,外力驱动线圈,使得线圈沿着轴线方向往复运动,其纵向震动速度图像如图丙所示,忽略所有的摩擦。试写出此避震装置提供的电磁阻力随时间的表达式。
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐2】六、电磁缓冲装置
2022年4月16日上午,被称为“感觉良好”乘组的神舟十三号结束太空出差,顺利回到地球。为了能更安全着陆,现设计师在返回舱的底盘安装了4台电磁缓冲装置。电磁缓冲装置的主要部件有两部分:①缓冲滑块,外部由高强度绝缘材料制成,其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd;②返回舱,包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ,缓冲轨道内存在稳定匀强磁场,方向垂直于整个缓冲轨道平面。当缓冲滑块接触地面时,滑块立即停止运动,此后线圈与返回舱中的磁场相互作用,直至达到软着陆要求的速度,从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时,返回舱的速度大小为,4台电磁缓冲装置结构相同,如图所示,为其中一台电磁缓冲装置的结构简图,线圈的电阻为R,ab边长为L,返回舱质量为m,磁感应强度大小为B,重力加速度为g,一切摩擦阻力不计。
1.返回舱下降过程中ab杆中电流方向___________ ,电流大小为___________ ,ab杆两端___________ 端的电势高,ab两端电势差为___________ 。
2.下列关于电磁阻尼缓冲装置分析中正确的是( )
3.缓冲滑块着地时,求返回舱的加速度a
4.假设缓冲轨道足够长,线圈足够高,试分析返回舱的运动情况及最终软着陆的速度v。
5.若返回舱的速度大小从减到v的过程中,经历的时间为t,求该过程中返回舱下落的高度h和每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热Q。(结果保留v)。
2022年4月16日上午,被称为“感觉良好”乘组的神舟十三号结束太空出差,顺利回到地球。为了能更安全着陆,现设计师在返回舱的底盘安装了4台电磁缓冲装置。电磁缓冲装置的主要部件有两部分:①缓冲滑块,外部由高强度绝缘材料制成,其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd;②返回舱,包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ,缓冲轨道内存在稳定匀强磁场,方向垂直于整个缓冲轨道平面。当缓冲滑块接触地面时,滑块立即停止运动,此后线圈与返回舱中的磁场相互作用,直至达到软着陆要求的速度,从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时,返回舱的速度大小为,4台电磁缓冲装置结构相同,如图所示,为其中一台电磁缓冲装置的结构简图,线圈的电阻为R,ab边长为L,返回舱质量为m,磁感应强度大小为B,重力加速度为g,一切摩擦阻力不计。
1.返回舱下降过程中ab杆中电流方向
2.下列关于电磁阻尼缓冲装置分析中正确的是( )
A.磁场方向反向后不能起到阻尼的作用 |
B.只增加导轨长度,可能使缓冲弹簧接触地面前速度为零 |
C.只增加磁场的磁感应强度,可使缓冲弹簧接触地面前速度减小 |
D.只增加闭合线圈电阻,可使缓冲弹簧接触地面前速度减小 |
4.假设缓冲轨道足够长,线圈足够高,试分析返回舱的运动情况及最终软着陆的速度v。
5.若返回舱的速度大小从减到v的过程中,经历的时间为t,求该过程中返回舱下落的高度h和每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热Q。(结果保留v)。
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐3】有人设计了可变阻尼的电磁辅助减震系统,由三部分组成.下部分是电磁侦测系统:-部分是可变电磁阻尼系统,吸收震动时的动能:控制系统接收侦测系统的信号,改变阻尼磁场的强弱.系统如图(1)所示,侦测线框、阻尼线圈固定在汽车底盘上,侦测系统磁体、减震系统磁体固定在车轴上,车轴与底盘通过一减震弹簧相连.侦测系统磁场为匀强磁场,B1=0.01T, 长方形线框宽d=0.05m,整个回路的电阻,运动过程中,线框的下边不会离开磁场,上边不会进入磁场.阻尼线圈由100个相互绝缘的独立金属环组成,这100个金属环均匀固定在长为0.2m的不导电圆柱体上,减震系.统磁场辐向分布,俯视如图(2)所示,线圈所在位置磁感应强度B2大小处处相等,大小由控制系统控制.汽车静止时,阻尼线圈恰好50匝处于磁场中,取此时侦测线框所在的位置为原点,取向下为正,线框相对侦测磁场的位移记为x,B2 的大小与x的关系如图(3)所示.每个线圈的电阻为,周长L=0.3m.不考虑阻尼线圈之间的电磁感应,忽略阻尼线圈导体的粗细,设车轴与底盘总保持平行.
(1)侦测线框向下运动时电流的方向为顺时针还是逆时针?
(2)写出侦测线框由平衡位置向下运动时,侦测线框流入控制系统的电量q与位移x的大小关系式:
(3)某次侦测线框由平衡位置向下运动,流入控制系统的电量,这一过程底盘相对车轴做v=10m/s的匀速运动,求这-过程阻尼线圈吸收了多少机械能;
(4)某次侦测线框由平衡位置向下运动,流入控制系统的电量,求这一过程中安培力对阻尼线圈的总冲量.
(1)侦测线框向下运动时电流的方向为顺时针还是逆时针?
(2)写出侦测线框由平衡位置向下运动时,侦测线框流入控制系统的电量q与位移x的大小关系式:
(3)某次侦测线框由平衡位置向下运动,流入控制系统的电量,这一过程底盘相对车轴做v=10m/s的匀速运动,求这-过程阻尼线圈吸收了多少机械能;
(4)某次侦测线框由平衡位置向下运动,流入控制系统的电量,求这一过程中安培力对阻尼线圈的总冲量.
您最近一年使用:0次