【題目】如圖所示，虛線框內(nèi)為某種電磁緩沖車的結(jié)構(gòu)示意圖，其主要部件為緩沖滑塊K和質(zhì)量為m=100kg的緩沖車廂。在緩沖車的底板上，沿車的軸線固定著兩個(gè)光滑水平絕緣導(dǎo)軌PQ、MN．緩沖車的底部，安裝電磁鐵（圖中未畫出），能產(chǎn)生垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T。導(dǎo)軌內(nèi)的緩沖滑塊K由高強(qiáng)度絕緣材料制成，滑塊K上繞有閉合矩形線圈abcd，線圈的總電阻為R=10Ω，匝數(shù)n=500，ab邊長(zhǎng)為L=1m。假設(shè)緩沖車以速度v0=5m/s與障礙物C碰撞后，滑塊K立即停下，此后線圈與軌道間的磁場(chǎng)作用力使車廂做減速運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到緩沖效果，一切摩擦阻力不計(jì)。求：

(1)求滑塊K的線圈中最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大�。�

(2)若緩沖車廂向前移動(dòng)距離0.5m后速度為零，則此過程線圈abcd中通過的電量和產(chǎn)生的焦耳熱各是多少？

(3)若緩沖車以某一速度v1（未知）與障礙物C碰撞后，滑塊K立即停下，緩沖車廂所受的最大水平磁場(chǎng)力為Fm=104N。緩沖車在滑塊K停下后，其速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足： .要使導(dǎo)軌右端不碰到障礙物，則緩沖車與障礙物C碰撞前，導(dǎo)軌右端與滑塊K的cd邊距離至少多大？

【答案】(1)Em=500V (2)q=5C,Q=1250J (3)x=1m

【解析】(1)緩沖車以速度v0與障礙物C碰撞后，滑塊K立即停下，滑塊相對(duì)磁場(chǎng)的速度大小為v0，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，則有Em=nBLv0 = 500V

(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律得

由閉合電路歐姆定律得：

又q=I△t

聯(lián)立得：=5C

由能量守恒得：線圈產(chǎn)生的焦耳熱為：

(3)若緩沖車以某一速度v1與障礙物C碰撞后，滑塊K立即停下，滑塊相對(duì)磁場(chǎng)的速度大小為v1，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1=nBLv1

線圈中感應(yīng)電流為

線圈ab邊受到的安培力F=nBIL

依題意有F = Fm

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得：

由題意知：

當(dāng)v=0時(shí)，解得：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一矩形線框abcd可繞線框平面內(nèi)垂直于磁感線的OO＇軸轉(zhuǎn)動(dòng)，由線框引出的導(dǎo)線ae和df分別與兩個(gè)跟線框一起繞OO＇轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圈環(huán)相連接，金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路。圖是線圈的主視圖，導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來表示。已知ab長(zhǎng)度為L1，bc長(zhǎng)度為L2，線框的匝數(shù)為N，線圈以恒定角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。

（1）推導(dǎo)線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值的表達(dá)式；

（2）線框平面處于中性面位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，寫出t時(shí)刻線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式；

（3）若線框電阻為r，求外力驅(qū)動(dòng)線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周所做的功。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】A為地球赤道上的物體，隨地球自轉(zhuǎn)的速度為v1，B為近地衛(wèi)星，在地球表面附近繞地球運(yùn)行，速度為v2，C為地球同步衛(wèi)星，距地面高度為地球半徑的5倍，繞地球運(yùn)行的速度為v3，則v1∶v2∶v3＝________.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電的頻率為50 Hz，記錄小車運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖所示，在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5共六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，紙帶旁并排放著帶有最小分度為1 mm的刻度尺，零點(diǎn)跟“0”計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊，由圖可以讀出三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)1、3、5跟0點(diǎn)的距離并填入表格中．

計(jì)算小車通過計(jì)數(shù)點(diǎn)“2”的瞬時(shí)速度為v2＝______ m/s.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖甲是由兩圓桿構(gòu)成的“V”形槽，它與水平面成傾角θ放置�，F(xiàn)將一質(zhì)量為m的圓柱體滑塊由斜槽頂端釋放，滑塊恰好勻速滑下.沿斜面看，其截面如圖乙所示，已知滑塊與兩圓桿的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g， 120，則（ ）

A. μtanθ

B. 左邊圓桿對(duì)滑塊的支持力為mgcos

C. 左邊圓桿對(duì)滑塊的摩擦力為mgsin

D. 若增大θ，圓桿對(duì)滑塊的支持力將增大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中，變壓器為理想變壓器，a、b接在有效值不變的交流電源兩端，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器。現(xiàn)移動(dòng)變阻器的滑片，觀察到電流表A1、A2的示數(shù)均減小，且A1的示數(shù)仍大于A2的示數(shù)，則下列說法正確的是（ ）

A. 電壓表V1的示數(shù)減小

B. A1A2的示數(shù)表示電流的瞬時(shí)值

C. 該變壓器起升壓作用

D. 變阻器的滑片是由d端向c端移動(dòng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在粗糙水平面上靜置一個(gè)截面為等腰三角形的斜劈A，其質(zhì)量為M，兩個(gè)底角均為30°．兩個(gè)完全相同的、質(zhì)量均為m的小物塊p和q恰好能沿兩側(cè)面勻速運(yùn)動(dòng)．若現(xiàn)在對(duì)p物塊施加一個(gè)平行于斜劈側(cè)面向下的恒力F，則在p和q下滑的過程中，下列說法正確的是

A. 斜劈A對(duì)地面的壓力大小等于（M＋2m）g

B. 斜劈A對(duì)地面的壓力大于（M＋2m）g

C. 斜劈A對(duì)地向右運(yùn)動(dòng)

D. 斜劈A受到地面向右的摩擦力作用

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，紙帶上從左向右一次打的點(diǎn)的間距如圖所示，以下說法正確的是(　　)

A. 從第1點(diǎn)到第7點(diǎn)的時(shí)間是7T

B. 紙帶的加速度方向向右

C. 如果紙帶上連續(xù)相鄰兩段位移之差相等，即可判斷該紙帶做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

D. 計(jì)算紙帶加速度的表達(dá)式為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在探究變壓器的兩個(gè)線圈的電壓關(guān)系時(shí)，某同學(xué)自己繞制了兩個(gè)線圈套在可拆變壓器的鐵芯上，如圖所示。線圈a作為原線圈連接到學(xué)生電源的交流輸出端，線圈b接小燈泡。他所用的線圈電阻忽略不計(jì)。當(dāng)閉合學(xué)生電源的開關(guān)時(shí)，他發(fā)現(xiàn)電源過載（電流過大，超過學(xué)生電源允許的最大值）。如果僅從解決電源過載問題的角度考慮，下列采取的措施中，最可能有效的是（ ）

A. 適當(dāng)增加線圈b的匝數(shù)

B. 適當(dāng)增加原線圈a的匝數(shù)

C. 換一個(gè)電阻更小的燈泡

D. 將線圈a改接在學(xué)生電源直流輸出端

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案