【題目】如圖(a),超級高鐵(Hyperloop)是一種以真空管道運(yùn)輸為理論核心設(shè)計(jì)的交通工具,它具有超高速、低能耗、無噪聲、零污染等特點(diǎn)。如圖(b),已知管道中固定著兩根平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ,兩導(dǎo)軌間距為r;運(yùn)輸車的質(zhì)量為m,橫截面是半徑為r的圓。運(yùn)輸車上固定著間距為D、與導(dǎo)軌垂直的兩根導(dǎo)體棒12,每根導(dǎo)體棒的電阻為R,每段長度為D的導(dǎo)軌的電阻也為R。其他電阻忽略不計(jì),重力加速度為g。

(1)如圖(c),當(dāng)管道中的導(dǎo)軌平面與水平面成θ=30°時(shí),運(yùn)輸車恰好能無動力地勻速下滑。求運(yùn)輸車與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ;

(2)在水平導(dǎo)軌上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不考慮摩擦及空氣阻力。

①當(dāng)運(yùn)輸車由靜止離站時(shí),在導(dǎo)體棒2后間距為D處接通固定在導(dǎo)軌上電動勢為E的直流電源,此時(shí)導(dǎo)體棒1、2均處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,垂直導(dǎo)軌平向下的勻強(qiáng)磁場中,如圖(d)。求剛接通電源時(shí)運(yùn)輸車的加速度的大;(電源內(nèi)阻不計(jì),不考慮電磁感應(yīng)現(xiàn)象)

②當(dāng)運(yùn)輸車進(jìn)站時(shí),管道內(nèi)依次分布磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,寬度為D的勻強(qiáng)磁場,且相鄰的勻強(qiáng)磁場的方向相反。求運(yùn)輸車以速度vo從如圖(e)通過距離D后的速度v

【答案】1 2

【解析】(1)分析運(yùn)輸車的受力,將運(yùn)輸車的重力分解,如圖a,軌道對運(yùn)輸車的支持力為N1、N2,如圖b.

由幾何關(guān)系,

運(yùn)輸車勻速運(yùn)動mgsinθ=f1+f2

解得:

(2)①運(yùn)輸車到站時(shí),電路圖如圖(c),

由閉合電路的歐姆定律

導(dǎo)體棒所受的安培力: ;

運(yùn)輸車的加速度

解得

②運(yùn)輸車進(jìn)站時(shí),電路如圖d,

當(dāng)車速為v時(shí),由法拉第電磁感應(yīng)定律: ;

由閉合電路的歐姆定律

導(dǎo)體棒所受的安培力:

運(yùn)輸車所受的合力:

選取一小段時(shí)間t,運(yùn)輸車速度的變化量為v,由動量定律:

兩邊求和: ,

解得

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,有一個(gè)等腰直角三角形的勻強(qiáng)磁場區(qū)域其直角邊長為L,磁場方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。邊長為L、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd,從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域。取逆時(shí)針的感應(yīng)電流為正方向,則表示線框中電流ibc邊的位置坐標(biāo)x變化的圖象正確的是( )

A.

B.

C.

D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,滑輪質(zhì)量、摩擦均不計(jì),質(zhì)量為2kg的物體在F作用下由靜止開始向上做勻加速運(yùn)動,其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示,則下列說法錯(cuò)誤的是(g10m/s2)(  )

A. 物體加速度大小為2m/s2

B. F的大小為21N

C. 4sF的功率大小為42W

D. 4s內(nèi)F做功的平均功率為42W

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】1)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,備有如下實(shí)驗(yàn)器材:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、天平、刻度尺等,其中不必要的器材是___________。實(shí)驗(yàn)中得到如圖(1)所示的一條紙帶,AB、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下相鄰的三個(gè)點(diǎn),已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn),在打下B點(diǎn)時(shí)物體的速度是____m/s。

2)如圖(2)所示為探究加速度與質(zhì)量、力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。為了平衡小車與木板間的摩擦力,應(yīng)適當(dāng)抬高木板_______端(填);在此實(shí)驗(yàn)中,要求鉤碼的質(zhì)量 __________(填遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)小于)小車的質(zhì)量。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用如圖(a)所示電路,測量電源的電動勢和內(nèi)阻,已知定值電阻R的阻值均為5Ω.要通過改變R的個(gè)數(shù)得到不同的電壓,實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①閉合開關(guān)SS1,記錄電壓表的示數(shù)為U1;

②閉合開關(guān)SS2,記錄電壓表的示數(shù)為U2;

③閉合開關(guān)SS3,記錄電壓表的示數(shù)為U3;

④閉合開關(guān)S、S1________,記錄電壓表的示數(shù)為U4;

⑤閉合開關(guān)S、S2_______,記錄電壓表的示數(shù)為U5;

⑥同時(shí)閉合S、S1、S2S3,記錄電用表的示數(shù)為U6;

⑦建立坐標(biāo)系,以(電壓表讀數(shù)的倒數(shù))為縱坐標(biāo),n(接入電路中定值電阻的個(gè)數(shù))為橫坐標(biāo);

⑧逐個(gè)描點(diǎn),得到如圖(b)所示的圖形。

回答下列問題:

(2)Er表示電源的電動勢和內(nèi)阻,則n的關(guān)系式為____________(用各物理量的符號表示);

(3)根據(jù)圖(b)求得電源電動勢E=_______V,內(nèi)阻r=______ Ω( 結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,甲為一列簡諧波在t=2.0s時(shí)刻波的圖像,Qx=4m的質(zhì)點(diǎn),乙為甲圖中P質(zhì)點(diǎn)的振動圖像,下列說法正確的是_________(填正確答案標(biāo)號,選對1個(gè)得2分,選對2個(gè)得4分,選對3個(gè)得5分,每選錯(cuò)一個(gè)扣3分,最低得分為0)

A.此波沿x軸負(fù)方向傳播

B.t=2.0s時(shí),Q點(diǎn)位移為cm

C.s時(shí),Q點(diǎn)到達(dá)正的最大位移處

D.s時(shí),Q點(diǎn)回到平衡位置且向y軸負(fù)方向運(yùn)動

E.質(zhì)點(diǎn)P的振動方程為cm

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】氫原子處于基態(tài)時(shí),原子的能量為E1=-13.6 eV,當(dāng)處于n=3的激發(fā)態(tài)時(shí),能量為E3=-1.51 eV,則:

(1)當(dāng)氫原子從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到n=1的基態(tài)時(shí),向外輻射的光子的波長是多少?

(2)若要使處于基態(tài)的氫原子電離,至少要用多大頻率的電磁波照射原子?

(3)若有大量的氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài),則在躍遷過程中可能釋放出幾種頻率的光子?其中波長最長的是多少?(普朗克恒量h=6.63×10-34Js,真空中光速c=3.0×108m/s)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】已知地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,萬有引力常量為G,不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響.

(1)求衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的第一宇宙速度v1;

(2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動且運(yùn)行周期為T,求衛(wèi)星運(yùn)行半徑r;

(3)由題目所給條件,請?zhí)岢鲆环N估算地球平均密度的方法,并推導(dǎo)出密度表達(dá)式.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,U形管兩臂粗細(xì)不等,開口向上,右端封閉的粗管橫截面積是開口的細(xì)管的三倍,管中裝入水銀,大氣壓為76cmHg。左端開口管中水銀面到管口距離為11cm,且水銀面比封閉管內(nèi)高4cm,封閉管內(nèi)空氣柱長為11cm,F(xiàn)在開口端用小活塞封住,并緩慢推動活塞,使兩管液面相平,推動過程中兩管的氣體溫度始終不變,試求:

粗管中氣體的最終壓強(qiáng);

活塞推動的距離。

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