有一種磁性加熱裝置,其關(guān)鍵部分由焊接在兩個等大的金屬環(huán)上的n根間距相等的平行金屬條組成,成“鼠籠”狀,如圖420所示.每根金屬條長度為L,電阻為R,金屬環(huán)的直徑為D、電阻不計(jì).圖中虛線所示的空間范圍內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,磁場的寬度恰好等于“鼠籠”金屬條的間距,當(dāng)金屬環(huán)以角速度ω繞過兩圓環(huán)的圓心軸OO′旋轉(zhuǎn)時,始終有一根金屬條在垂直切割磁感線,“鼠籠”的轉(zhuǎn)動由一臺電動機(jī)帶動,這套設(shè)備的效率為η,求電動機(jī)輸出的機(jī)械功率.
P=
處于磁場中的金屬條切割磁感線的線速度為:v=ω
產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:E=BLv=BLω
通過切割磁感線的金屬條的電流為:I=
磁場中導(dǎo)體受到的安培力為:F=BIL
克服安培力做功的功率為:P=Fv=FDω
電動機(jī)輸出的機(jī)械功率為:P=
聯(lián)立以上各式解出:P=.
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

如圖12-62所示,兩根足夠長且電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌,固定在同一水平面上,勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所在的平面.兩根質(zhì)量均為m且電阻不相同的金屬桿甲和乙跨放在導(dǎo)軌上,兩金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直.現(xiàn)在在金屬桿甲上加一個與金屬桿甲垂直且水平向右的恒力F,使金屬桿甲從靜止開始沿導(dǎo)軌向右滑動.與此同時,在金屬桿乙上加上另外一個與金屬桿乙垂直且水平向左的拉力,該拉力的功率恒為P,使金屬桿乙也由靜止開始沿導(dǎo)軌向左滑動.已知經(jīng)過時間t,甲桿位移為s,兩金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱之和為Q,此時兩桿剛好都勻速運(yùn)動,在該時刻立即撤去作用在乙上的拉力.試求在以后的過程中,甲、乙兩桿組成的系統(tǒng),最多還能產(chǎn)生多少焦耳熱?

圖12-62

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,xoy坐標(biāo)系y軸左側(cè)和右側(cè)分別有垂直于紙面向外、向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B,一個圍成四分之一圓形的導(dǎo)體環(huán)oab,其圓心在原點(diǎn)o,半徑為R,開始時在第一象限。從t=0起繞o點(diǎn)以角速度ω逆時針勻速轉(zhuǎn)動。試畫出環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動勢E隨時間t而變的函數(shù)圖象(以順時針電動勢為正)。

 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

據(jù)報(bào)道,1992年7月,美國"阿特蘭蒂斯"號航天飛機(jī)進(jìn)行了一項(xiàng)衛(wèi)星懸繩發(fā)電實(shí)驗(yàn)取得部分成功.航天飛機(jī)在地球赤道上空離地面約3400km處由東向西飛行,從航天飛機(jī)上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星,攜帶一根長20km,電阻為800W的金屬懸繩,使這根懸繩與地磁場垂直,做切割磁感線運(yùn)動,假定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的,磁感應(yīng)強(qiáng)度約為,且認(rèn)為懸繩上各點(diǎn)的切割速度都與航天飛機(jī)的速度相同,根據(jù)理論設(shè)計(jì),通過電離層(由等離子體組成)的作用,懸繩可產(chǎn)生約3A的感應(yīng)電流,試求:
(1)航天飛機(jī)相對于地面的大約速度?(地表面重力加速度為,地球半徑為6400km)
(2)懸線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢?
(3)懸線兩端的電壓?
(4)航天飛機(jī)繞地球運(yùn)行一周懸線輸出的電能?
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具。它的驅(qū)動系統(tǒng)簡化為如下模型,固定在列車下端的動力繞組可視為一個矩形純電阻金屬框,電阻為,金屬框置于xOy平面內(nèi),長邊MN長為平行于y軸,寬為NP邊平行于x軸,如圖5-1所示。列車軌道沿Ox方向,軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度沿Ox方向按正弦規(guī)律分布,其空間周期為,最大值為,如圖5-2所示,金屬框同一長邊上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同,整個磁場以速度沿Ox方向勻速平移。設(shè)在短暫時間內(nèi),MNPQ邊所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化可以忽略,并忽略一切阻力。列車在驅(qū)動系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛,某時刻速度為()。
(1)簡要敘述列車運(yùn)行中獲得驅(qū)動力的原理;
(2)為使列車獲得最大驅(qū)動力,寫出MN、PQ邊應(yīng)處于磁場中的什么位置及d之間應(yīng)滿足的關(guān)系式;
(3)計(jì)算在滿足第(2)問的條件下列車速度為時驅(qū)動力的大小。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

兩根相距為L的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如圖所示放置,它們各有一邊在同一水平面內(nèi),另一邊直于水平面。質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路,
桿與水平和豎直導(dǎo)軌之間有相同的動摩擦因數(shù),導(dǎo)軌電阻不計(jì),回路總電阻為2R。整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力作用下沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動時,cd桿也正好以某一速度向下做勻速運(yùn)動。
設(shè)運(yùn)動過程中金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌接觸良好,    
重力加速度為g。

求:小題1:ab桿勻速運(yùn)動的速度v1
小題2:ab桿所受拉力F;
小題3:若測得cd桿勻速運(yùn)動的速度為v2,則在cd桿向下運(yùn)動路程為h過程中,整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

由金屬板制成的U形導(dǎo)體框架寬度為d,以相對地的速度v1,在垂直磁場方向的平面上勻速移動,磁場方向垂直紙面向里.從框架右邊水平射入質(zhì)量為m的帶電油滴,油滴相對地的速度為v2,方向水平向左.如果油滴恰好做勻速圓周運(yùn)動,則該油滴帶______________電,其運(yùn)動半徑R=____________.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

用同種材料粗細(xì)均勻的電阻絲做成ab、cd、ef三根導(dǎo)線,ef較長,分別放在電阻可忽略的光滑的平行導(dǎo)軌上,如圖12-3-9所示,磁場是均勻的,用外力使導(dǎo)線水平向右作勻速運(yùn)動(每次只有一根導(dǎo)線在導(dǎo)軌上),而且每次外力做功功率相同,則下列說法正確的是(     )
A.a(chǎn)b運(yùn)動得最快
B.ef運(yùn)動得最快
C.導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等
D.每秒鐘產(chǎn)生的熱量不相等

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(17分)如圖甲所示,、為間距=0.5m足夠長的粗糙平行導(dǎo)軌,,導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)。導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角=37°,間連接有一個的電阻。有一勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度為.將一根質(zhì)量為=0.05kg、內(nèi)阻為的金屬棒緊靠放置在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好。現(xiàn)由靜止釋放金屬棒,當(dāng)金屬棒滑行至處時剛好達(dá)到穩(wěn)定速度,已知在此過程中通過金屬棒截面的電量=0.2C,且金屬棒的加速度與速度的關(guān)系如圖乙所示,設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動過程中始終與平行。(取=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:

(1)金屬棒的內(nèi)阻;(2)金屬棒滑行至處的過程中,電阻上產(chǎn)生的熱量。

題8圖

 

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