(2013?浙江模擬)近年來,越來越高的摩天大廈在世界各地落成.日本東京的千年塔設(shè)計(jì)170層、840米高,而由西班牙著名建筑設(shè)計(jì)大師哈韋爾皮奧斯設(shè)計(jì)的上!俺捍髲B”甚至將高達(dá)1249.9米.然而,至今普遍使用的鋼索吊掛式電梯已經(jīng)不再適臺(tái)這樣的高度,因?yàn)樾枰匿撍魈L、太重會(huì)因承受不了自身的重量而斷裂.為此德國亞琛工業(yè)大學(xué)的科研人員設(shè)計(jì)出了一種磁動(dòng)力電梯,其原理是利用移動(dòng)的磁場來帶動(dòng)電梯向上或向下運(yùn)動(dòng).工作原理可簡化如下:如圖所示,PQ和MN是兩根平行豎直軌道,軌道間有垂直軌道平面的等大反向勻強(qiáng)磁場B
1和B
2,B
1=B
2=1T,兩磁場可向上作勻速運(yùn)動(dòng).電梯轎廂固定在金屬框abcd內(nèi)(轎廂未畫出).現(xiàn)己知電梯載人時(shí)的總質(zhì)量為m=1.0×10
4kg,運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力f=1000N,金屬框垂直軌道的邊長L
cd=2m,兩磁場的寬度均與金屬框的邊長L
ac相同,金屬框的總電阻為R=1.0×10
-3Ω,某時(shí)段磁場以v
0=10m/s的速度向上勻速運(yùn)動(dòng),g=10m/s
2求:
(1)電梯速度為零時(shí),它的加速度為多大?
(2)電梯最后向上勻速運(yùn)動(dòng)的速度為多大?
(3)電梯向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),外界提供的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娞輽C(jī)械能的效率?