近期《科學(xué)》中文版的文章介紹了一種新技術(shù)——航天飛纜,航天飛纜是用柔性纜索將兩個(gè)物體連接起來在太空飛行的系統(tǒng).飛纜系統(tǒng)在太空飛行中能為自身提供電能和拖曳力,它還能清理“太空垃圾”等.從1967年至1999年的17次試驗(yàn)中,飛纜系統(tǒng)試驗(yàn)已獲得部分成功.該系統(tǒng)的工作原理可用物理學(xué)的基本定律來解釋.?

圖15

圖15為飛纜系統(tǒng)的簡化模型示意圖,圖中兩個(gè)物體P、Q的質(zhì)量分別為mP、mQ,柔性金屬纜索長為l,外有絕緣層,系統(tǒng)在近地軌道做圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中Q距地面高為h.設(shè)纜索總保持指向地心,P的速度為vP.已知地球半徑為R,地面的重力加速度為g.

(1)飛纜系統(tǒng)在地磁場中運(yùn)動(dòng),地磁場在纜索所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外.設(shè)纜索中無電流,問纜索PQ哪端電勢高?此問中可認(rèn)為纜索各處的速度均近似等于vP,求P、Q兩端的電勢差;

(2)設(shè)纜索的電阻為R1,如果纜索兩端物體PQ通過周圍的電離層放電形成電流,相應(yīng)的電阻為R2,求纜索所受的安培力多大;

(3)求纜索對(duì)Q的拉力FQ.

(1)P點(diǎn),Blv 


解析:

(1)纜索的電動(dòng)勢E=BlvP、Q兩點(diǎn)電勢差UPQ=BlvP,P點(diǎn)電勢高.?

(2)纜索電流I=ER1+R2=BlvPR1+R2,安培力Fa=IlB=B2l2vPR1+R2.?

(3)Q的速度設(shè)為vQ,Q受地球引力和纜索拉力FQ作用?

                                            ①?

P、Q角速度相等,

                                                                ②?

                                                                       ③?

聯(lián)立①②③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:

(2005?北京)近期《科學(xué)》中文版的文章介紹了一種新技術(shù)--航天飛纜,航天飛纜是用柔性纜索將兩個(gè)物體連接起來在太空飛行的系統(tǒng).飛纜系統(tǒng)在太空飛行中能為自身提供電能和拖曳力,它還能清理“太空垃圾”等.從1967年至1999年的17次試驗(yàn)中,飛纜系統(tǒng)試驗(yàn)已獲得部分成功.該系統(tǒng)的工作原理可用物理學(xué)的基本定律來解釋.如圖為飛纜系統(tǒng)的簡化模型示意圖,圖中兩個(gè)物體P、Q的質(zhì)量分別為mP、mQ,柔性金屬纜索長為l,外有絕緣層,系統(tǒng)在近地軌道作圓周運(yùn)動(dòng).運(yùn)動(dòng)過程中Q距地面高為h.設(shè)纜索總保持指向地心,P的速度為vP.已知地球半徑為R,地面的重力加速度為g.
(1)飛纜系統(tǒng)在地磁場中運(yùn)動(dòng),地磁場在纜索所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外.設(shè)纜索中無電流,問纜索P、Q哪端電勢高?此問中可認(rèn)為纜索各處的速度均近似等于vP,求P、Q兩端的電勢差;
(2)設(shè)纜索的電阻為R1,如果纜索兩端物體P、Q通過周圍的電離層放電形成電流,相應(yīng)的電阻為R2,求纜索所受的安培力多大;
(3)求纜索對(duì)Q的拉力FQ

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科目:高中物理 來源: 題型:

近期《科學(xué)》中文版的文章介紹了一種新技術(shù)——航天飛纜,航天飛纜是用柔性纜索將兩個(gè)物體連接起來在太空飛行的系統(tǒng).飛纜系統(tǒng)在太空飛行中能為自身提供電能和拖曳力,它還能清理“太空垃圾”等.從1967年至1999年的17次試驗(yàn)中,飛纜系統(tǒng)試驗(yàn)已獲得部分成功.該系統(tǒng)的工作原理可用物理學(xué)的基本定律來解釋.?

圖15為飛纜系統(tǒng)的簡化模型示意圖,圖中兩個(gè)物體P、Q的質(zhì)量分別為mP、mQ,柔性金屬纜索長為l,外有絕緣層,系統(tǒng)在近地軌道做圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中Q距地面高為h.設(shè)纜索總保持指向地心,P的速度為vP.已知地球半徑為R,地面的重力加速度為g.

圖15

(1)飛纜系統(tǒng)在地磁場中運(yùn)動(dòng),地磁場在纜索所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外.設(shè)纜索中無電流,問纜索P、Q哪端電勢高?此問中可認(rèn)為纜索各處的速度均近似等于vP,求P、Q兩端的電勢差;

(2)設(shè)纜索的電阻為R1,如果纜索兩端物體P、Q通過周圍的電離層放電形成電流,相應(yīng)的電阻為R2,求纜索所受的安培力多大;

(3)求纜索對(duì)Q的拉力FQ.

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科目:高中物理 來源: 題型:

近期《科學(xué)》中文版的文章介紹了一種新技術(shù)--航天飛纜,航天飛纜是用柔性纜索將兩個(gè)物體連接起來在太空飛行的系統(tǒng)。飛纜系統(tǒng)在太空飛行中能為自身提供電能和拖曳力,它還能清理"太空垃圾"等。從1967年至1999年17次試驗(yàn)中,飛纜系統(tǒng)試驗(yàn)已獲得部分成功。該系統(tǒng)的工作原理可用物理學(xué)的基本定律來解釋。

下圖為飛纜系統(tǒng)的簡化模型示意圖,圖中兩個(gè)物體P,Q的質(zhì)量分別為mP、mQ,柔性金屬纜索長為l,外有絕緣層,系統(tǒng)在近地軌道作圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中Q距地面高為h。設(shè)纜索總保持指向地心,P的速度為vP。已知地球半徑為R,地面的重力加速度為g。

(1)飛纜系統(tǒng)在地磁場中運(yùn)動(dòng),地磁場在纜索所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外。設(shè)纜索中無電流,問纜索P、Q哪端電勢高?此問中可認(rèn)為纜索各處的速度均近似等于vP,求P、Q兩端的電勢差;

(2)設(shè)纜索的電阻為R1,如果纜索兩端物體P、Q通過周圍的電離層放電形成電流,相應(yīng)的電阻為R2,求纜索所受的安培力多大;

(3)求纜索對(duì)Q的拉力FQ。

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科目:高中物理 來源:2012屆安徽省高二下學(xué)期第二次月考物理試題(解析版) 題型:計(jì)算題

近期《科學(xué)》中文版的文章介紹了一種新技術(shù)——航天飛纜,航天飛纜是用柔性纜索將兩個(gè)物體連接起來在太空飛行的系統(tǒng).飛纜系統(tǒng)在太空飛行中能為自身提供電能和拖曳力,它還能清理“太空垃圾”等.從1967年至1999年的17次試驗(yàn)中,飛纜系統(tǒng)試驗(yàn)已獲得部分成功.該系統(tǒng)的工作原理可用物理學(xué)的基本定律來解釋.?

圖15

圖15為飛纜系統(tǒng)的簡化模型示意圖,圖中兩個(gè)物體PQ的質(zhì)量分別為mP、mQ,柔性金屬纜索長為l,外有絕緣層,系統(tǒng)在近地軌道做圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中Q距地面高為h.設(shè)纜索總保持指向地心,P的速度為vP.已知地球半徑為R,地面的重力加速度為g.

(1)飛纜系統(tǒng)在地磁場中運(yùn)動(dòng),地磁場在纜索所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外.設(shè)纜索中無電流,問纜索PQ哪端電勢高?此問中可認(rèn)為纜索各處的速度均近似等于vP,求P、Q兩端的電勢差;

(2)設(shè)纜索的電阻為R1,如果纜索兩端物體P、Q通過周圍的電離層放電形成電流,相應(yīng)的電阻為R2,求纜索所受的安培力多大;

(3)求纜索對(duì)Q的拉力FQ.

 

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