磁懸浮列車是一種高速運載工具。它具有兩個重要系統(tǒng)：一是懸浮系統(tǒng)，利用磁力使車體在導(dǎo)軌上懸浮起來；另一是驅(qū)動系統(tǒng)，在沿軌道上安裝的三相繞組中，通上三相交流電，產(chǎn)生隨時間和空間做周期性變化的磁場，磁場與固連在車體下端的感應(yīng)金屬板相互作用，使車體獲得牽引力。


設(shè)圖中平面代表軌道平面，軸與軌道平行，現(xiàn)有一與軌道平面垂直的磁場正以速度向方向勻速運動，設(shè)在時，該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨空間位置x的變化規(guī)律為（式中B0、k為已知常量），且在y軸處，該磁場垂直平面指向紙里。與軌道平面平行的一金屬矩形框MNPQ處在該磁場中，已知該金屬框的MN邊與軌道垂直，長度為L，固定在y軸上，MQ邊與軌道平行，長度為d=，金屬框的電阻為R，忽略金屬框的電感的影響。求：
（1）  t=0時刻，金屬框中的感應(yīng)電流大小和方向；
（2）  金屬框中感應(yīng)電流瞬時值的表達(dá)式；
（3）  經(jīng)過時間，金屬框產(chǎn)生的熱量；
（4）  畫出金屬框受安培力F隨時間變化的圖象。
（1） ；電流的方向根據(jù)右手定則可知為  

（2）（3）
（4）
（1）磁場向方向運動，等效金屬框向方向運動。

t=0時刻，金屬框產(chǎn)生的電動勢       
電流的方向根據(jù)右手定則可知為  
（2）設(shè)經(jīng)過時間t，金屬框MN所在處磁場強(qiáng)度為B，
又，得到電流瞬時值的表達(dá)式是：，是正弦式電流。
（3）  
（4）金屬框受安培力的方向始終向左。設(shè)經(jīng)過時間t，金屬框受到安培力為
由此可知：金屬框受到安培力F隨時間變化的圖象如下圖：
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如右圖所示，一根很長的豎直放置的圓柱形磁鐵產(chǎn)生一個很強(qiáng)的輻射狀磁場(磁場方向都是水平向外的)，一個與磁鐵同軸的圓形鋁環(huán)，半徑為R，在磁場中由靜止開始下落，并且圓環(huán)平面在下落過程中始終保持水平.已知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，繞制圓環(huán)的鋁線密度為d，電阻率為ρ，那么圓環(huán)下落的穩(wěn)定速度為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

某種小發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)


平面圖如圖1所示，永久磁體的內(nèi)側(cè)為半圓
柱面形狀，它與共軸的圓柱形鐵芯間的縫隙
中存在輻向分布、大小近似均勻的磁場，磁
感應(yīng)強(qiáng)度B = 0.5T。磁極間的缺口很小，可
忽略。如圖2所示，單匝矩形導(dǎo)線框abcd繞
在鐵芯上構(gòu)成轉(zhuǎn)子，ab = cd = 0.4m，bc = 0.2m。
鐵芯的軸線OO′ 在線框所在平面內(nèi)，線框可
隨鐵芯繞軸線轉(zhuǎn)動。將線框的兩個端點M、N
接入圖中裝置A，在線框轉(zhuǎn)動的過程中，裝置A能使端點M始終與P相連，而端點N始終與Q相連�，F(xiàn)使轉(zhuǎn)子以ω="200π" rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動。在圖1中看，轉(zhuǎn)動方向是順時針的，設(shè)線框經(jīng)過圖1位置時t = 0。（取π= 3）
（1）求t = s時刻線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；
（2）在圖3給出的坐標(biāo)平面內(nèi)，畫出P、Q兩點
電勢差UPQ隨時間變化的關(guān)系圖線（要求標(biāo)出橫、縱坐
標(biāo)標(biāo)度，至少畫出一個周期）；
（3）如圖4所示為豎直放置的兩塊平行金屬板X、
Y，兩板間距d = 0.17m。將電壓UPQ加在兩板上，P與X相連，Q與Y相連。將一個質(zhì)量m = 2.4×10-12kg，電量q = +1.7×10-10C的帶電粒子，在t0 = 6.00×10 -3s時刻，從緊臨X板處無初速釋放。求粒子從X板運動到Y板經(jīng)歷的時間。（不計粒子重力）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

光滑金屬導(dǎo)軌寬L＝0.4m，電阻不計，均勻變化的磁場穿過整個軌道平面，如圖中甲所示．磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的情況如圖乙所示．金屬棒ab的電阻為1Ω，自t＝0時刻起從導(dǎo)軌最左端以v＝1m/s的速度向右勻速運動，則（ ） 
A．1s末回路中電動勢為0.8V
B．1s末ab棒所受磁場力為0.64N
C．1s末回路中電動勢為1.6V
D．1s末ab棒所受磁場力為1.28N

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一矩形線框豎直向上進(jìn)入有水平邊界的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙
面向里，線框在磁場中運動時只受重力和磁場力，線框平面始終與
磁場方向垂直。向上經(jīng)過圖中1、2、3位置時的速率按時間依次為v1、v2、v3，向下經(jīng)過圖中2、1位置時的速率按時間依次為v4、v5，下列說法中一定正確的是（   ）
            
A．v1＞v2B．v2＝v3C．v2＝v4D．v4＜v5

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，我們可以用磁傳感器把磁感應(yīng)強(qiáng)度變成電信號，通過計算機(jī)對磁場進(jìn)行研究．圖中磁傳感器探頭對磁場很敏感，輸出的電信號從右端經(jīng)過電纜和接口裝置進(jìn)入計算機(jī)．現(xiàn)用磁傳感器探測通電螺線管軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度，將探頭從螺線管右端沿軸線向左端移動時，測得磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨位置x的變化關(guān)系，下面最符合實際情況的圖是（　　）
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖（a）所示，在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一個不變形的銅圓環(huán)，規(guī)定從上向下看時，銅環(huán)中的感應(yīng)電流I沿順時針方向為正方向．圖（b）表示銅環(huán)中的感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖象，則磁場B隨時間t變化的圖象可能是下圖中的（　　）
A．B．
C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

德國《世界報》曾報道個別西方發(fā)達(dá)國家正在研制電磁脈沖武器即電磁炸彈，若一枚原始脈沖功率為10 000 MW、頻率為5 000 MHz的電磁炸彈在不到100 m的高空爆炸，它將使方圓400—500 m2的范圍內(nèi)電場強(qiáng)度達(dá)到每米數(shù)千伏，使得電網(wǎng)設(shè)備、通信設(shè)施和計算機(jī)中的硬盤與軟盤均遭到破壞。電磁炸彈有如此破壞力的主要原因是(    )
A．電磁脈沖引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象
B．電磁脈沖產(chǎn)生的動能
C．電磁脈沖產(chǎn)生的高溫
D．電磁脈沖產(chǎn)生的強(qiáng)光

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

導(dǎo)體棒OA垂直磁感線放置，如圖所示，已知勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度為B(T)，OA長為L(m)，OA棒繞O點勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n(r/s)，推導(dǎo)OA棒在勻速轉(zhuǎn)動中的感應(yīng)電動勢

 

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同步練習(xí)冊答案