隨著科學技術的發(fā)展，磁動力作為一種新型動力系統(tǒng)已經(jīng)越來越多的應用于現(xiàn)代社會，如圖13所示為電磁驅(qū)動裝置的簡化示意圖，兩根平行長直金屬導軌傾斜放置，導軌平面與水平面的夾角為?，導軌的間距為L，兩導軌上端之間接有阻值為R的電阻。質(zhì)量為m的導體棒ab垂直跨接在導軌上，接觸良好，導體棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ=tanθ，導軌和導體棒的電阻均不計，且在導軌平面上的矩形區(qū)域（如圖中虛線框所示）內(nèi)存在著勻強磁場，磁場方向垂直導軌平面向上，磁感應強度的大小為B。（導體棒在運動過程中始終處于磁場區(qū)域內(nèi)）

（1）若磁場保持靜止，導體棒在外力的作用下以速度v0沿導軌勻速向下運動，求通過導體棒ab的電流大小和方向；

（2）當磁場以某一速度沿導軌平面勻速向上運動時，可以使導體棒以速度v0沿斜面勻速向上運動，求磁場運動的速度大小；

（3）為維持導體棒以速度v0沿斜面勻速向上運動，外界必須提供能量，此時系統(tǒng)的效率η為多少。 （效率是指有用功率對驅(qū)動功率或總功率的比值）

 

（1）方向由b指向a （2） （3）

【解析】

試題分析：（1）磁場靜止，導體棒以速度v0向下切割磁感線

感應電動勢： （2分）

感應電流： （2分）

由右手定則判定，電流的方向由b指向a （2分）

（2）磁場帶動導體棒共同向上運動受力如圖所示：

感應電動勢： （2分）

感應電流： （1分）

安培力： （1分）

平衡方程： （1分）

得： （1分）

（3）導體棒以速度v0沿斜面勻速向上運動時，

感應電流： （1分）

導體棒中焦耳熱功率： （1分）

摩擦生熱功率： （1分）

克服重力做功的功率： （1分）

系統(tǒng)的總功率： （1分）

系統(tǒng)的效率：

（1分）

考點：電磁感應定律 共點力的平衡

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：2013-2014學年四川省德陽市高三“二診“物理試卷（解析版） 題型：實驗題

某課外興趣小組利用下圖的實驗裝置研究“加速度與合外力的關系”

（1）實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可使木板適當傾斜來平衡摩擦力，則下面操作正確的是（ ）

A．不掛鉤碼，放開沒有紙帶的小車，能夠自由下滑即可

B．不掛鉤碼，輕推沒有紙帶的小車，小車能夠勻速下滑即可

C．不掛鉤碼，放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可。

D．不掛鉤碼，輕推拖著紙帶的小車，小車能夠勻速下滑即可

（2）該小組同學實驗時先正確平衡摩擦力，并利用鉤碼和小車之間連接的力傳感器測出細線上的拉力，改變鉤碼的個數(shù)，確定加速度a與細線上拉力F的關系，下列圖象中能正確表示該同學實驗結(jié)果的是 ．

（3）在上述實驗中打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，某次實驗中一段紙帶的打點記錄如圖所示，則小車運動的加速度大小為 m／s2（保留3位有效數(shù)字）

 

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年吉林省吉林市高三第三次模擬考試理綜物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示是一列簡諧波在t=0時的波形圖象，波速為v= l0m/s，此時波恰好傳到I點，下列說法中正確的是

A．此列波的周期為T=0．4s

B．質(zhì)點B、F在振動過程中位移總是相等

C．質(zhì)點I的起振方向沿y軸負方向

D．當t=5．1s時，x=l0m的質(zhì)點處于平衡位置處

E．質(zhì)點A、C、E、G、I在振動過程中位移總是相同

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年北京市朝陽區(qū)高三年級第二次綜合練習物理卷（解析版） 題型：計算題

如圖所示為一對帶電平行金屬板，兩板間距為d，兩板間電場可視為勻強電場；兩金屬板間有勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里。一帶電粒子以初速度v0沿平行于金屬板面、垂直于磁場的方向射入金屬板之間，該粒子沿直線運動，粒子的重力不計。

（1）求金屬板間電場強度E的大小；

（2）求金屬板間的電勢差U；

（3）撤去兩板間的電場，帶電粒子仍沿原來的方向以初速度v0射入磁場，粒子做半徑為r的勻速圓周運動，求該粒子的比荷。

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年北京市昌平區(qū)高三二模物理試卷（解析版） 題型：選擇題

物理課上，教師做了一個奇妙的“電磁阻尼”實驗。如圖所示，A是由銅片和絕緣細桿組成的擺，其擺動平面通過電磁鐵的兩極之間，當繞在電磁鐵上的勵磁線圈未通電時，銅片可自由擺動，要經(jīng)過較長時間才會停下來。當線圈通電時，銅片擺動迅速停止。某同學另找來器材再探究此實驗。他連接好電路，經(jīng)重復試驗，均沒出現(xiàn)擺動迅速停止的現(xiàn)象。對比老師的演示實驗，下列四個選項中，導致實驗失敗的原因可能是（ ）

A．線圈接在了交流電源上

B．電源的電壓過高

C．所選線圈的匝數(shù)過多

D．構(gòu)成擺的材料與老師的不同

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年北京市東城區(qū)高三第二學期綜合練習（二）理綜物理試卷（解析版） 題型：計算題

傳送帶被廣泛應用于各行各業(yè)。由于不同的物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)不同，物體在傳送帶上的運動情況也有所不同。如圖所示，一傾斜放置的傳送帶與水平面的傾角θ=370， 在電動機的帶動下以v=2m/s的速率順時針方向勻速運行。M、N為傳送帶的兩個端點，MN兩點間的距離L=7m。N端有一離傳送帶很近的擋板P可將傳送 帶上的物塊擋住。在傳送帶上的O處先后由靜止釋放金屬塊A和木塊B，金屬塊與木塊質(zhì)量均為1kg，且均可視為質(zhì)點，OM間距離L=3m。 sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。傳送帶與輪子間無相對滑動，不計輪軸處的摩擦。

（1）金屬塊A由靜止釋放后沿傳送帶向上運動，經(jīng)過2s到達M端，求金屬塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ1。 

（2）木塊B由靜止釋放后沿傳送帶向下運動，并與擋板P發(fā)生碰撞。已知碰撞時間極短，木塊B與擋板P碰撞前后速度大小不變，木塊B與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ2=0.5。求：

a.與擋板P第一次碰撞后，木塊B所達到的最高位置與擋板P的距離；

b.經(jīng)過足夠長時間，電動機的輸出功率恒定，求此時電動機的輸出功率。

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年內(nèi)蒙古赤峰市高三4月統(tǒng)一考試物理試卷（解析版） 題型：計算題

內(nèi)壁光滑的導熱氣缸豎直放置，用不計質(zhì)量的活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞上物了質(zhì)量m=0.5kg的沙子，整個裝置放在t=-23℃的恒溫環(huán)境中，此時氣體的體積為V1=5.0×10-4m3，再將溫度緩慢的調(diào)到t2=27℃，并保持不變。此時體積變?yōu)閂2，然后在t2=27℃的環(huán)境中，緩慢將活塞上方的沙子移除，氣體的體積將變?yōu)閂3。已知活塞面積S=1.0×10-4m2。大氣壓強P0=1.0×105Pa，g取10m/s2。求：

①當t2=27℃時氣體的體積V2；

②氣缸內(nèi)氣體的最終體積V3（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年云南省昭通市高三5月統(tǒng)測理綜物理試卷（解析版） 題型：實驗題

研究性學習小組為“研究勻變速直線運動的規(guī)律”和“測當?shù)氐闹亓铀俣?/span>”，采用了如圖1所示的裝置，其中m1＝50g、m2＝150g，開始時保持裝置靜止，然后釋放物塊m2，m2可以帶動m1拖著紙帶打出一系列的點，只要對紙帶上的點進行測量，即可研究勻變速直線運動。某次實驗打出的紙帶如圖2所示，0是打下的第一個點，兩相鄰點間還有4個點沒有標出，交流電頻率為50Hz。

（1）系統(tǒng)的加速度大小為________m/s2，在打點0～5的過程中，系統(tǒng)動能的增量ΔEk＝________J。

（2）忽略一切阻力的情況下，某同學作出的— h圖象如圖3所示，則當?shù)氐闹亓铀俣萭＝______m/s2。

 

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