【題目】隨著越來越高的摩天大樓在世界各地的落成,而今普遍使用的鋼索懸掛式電梯已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代生活的需求。這是因?yàn)殇撍鞯拈L度隨著樓層的增高而相應(yīng)增加,這些鋼索會(huì)由于承受不了自身的重力,還沒有掛電梯就會(huì)被拉斷。為此,科學(xué)技術(shù)人員開發(fā)一種利用磁力的電梯,用磁動(dòng)力來解決這個(gè)問題。如圖10所示是磁動(dòng)力電梯示意圖,即在豎直平面上有兩根很長的平行豎直軌道,軌道間有垂直軌道平面交替排列的勻強(qiáng)磁場B1B2,B1=B2=1.0TB1B2的方向相反,兩磁場始終豎直向上作勻速運(yùn)動(dòng)。電梯轎廂固定在如圖所示的金屬框abcd內(nèi)(電梯轎廂在圖中未畫出),并且與之絕緣。已知電梯載人時(shí)的總質(zhì)量為4.75×103kg,所受阻力f=500N,金屬框垂直軌道的邊長,兩磁場的寬度均與金屬框的邊長相同,金屬框整個(gè)回路的電阻,g10m/s2。假如設(shè)計(jì)要求電梯以的速度勻速上升,求:

(1)金屬框中感應(yīng)電流的大小及圖示時(shí)刻感應(yīng)電流的方向;

(2)磁場向上運(yùn)動(dòng)速度的大;

(3)該磁動(dòng)力電梯以速度向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),提升轎廂的效率。

【答案】(1) (2)12.7m/s (3)

【解析】試題分析:金屬框勻速上升時(shí),ab、cd兩均切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,兩邊均受到安培力,根據(jù)平衡條件和右手定則可確定感應(yīng)電流的大小和方向.由歐姆定律和感應(yīng)電動(dòng)勢公式求出磁場向上運(yùn)動(dòng)速度v0的大。鶕(jù)功率公式求出重力、阻力和的熱功率,進(jìn)而求出效率。

(1)因金屬框勻速運(yùn)動(dòng),所以金屬框受到的安培力等于重力與阻力之和,設(shè)當(dāng)電梯向上用勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬框中感應(yīng)電流大小為I由平衡條件:

所受的安培力為:

由以上可得金屬框中感應(yīng)電流:

圖示時(shí)刻回路中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向(2)金屬框中感應(yīng)電動(dòng)勢:

金屬框中感應(yīng)電流大小:

由以上可得:

(3)金屬框中的熱功率為:

重力功率為:

阻力的功率為:

提升轎廂的效率:

所以效率為:

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】()如圖所示.在光滑水平面上有A、B兩輛小車,水平面左側(cè)有一豎直墻,在小車B上坐著一個(gè)小孩,車B與小孩的總質(zhì)量是車A質(zhì)量的4倍。從靜止開始,小孩把車A以速度v(對地)推出,車A返回后,小孩抓住并再次把它推出,每次推出的車A的速度都是v(對地)、方向向左,則小孩把車A總共推出 次后,車A返回時(shí),小孩不能再接到(小車與豎直墻相撞無能量損失)

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【題目】如圖所示在虛線空間內(nèi)有一對彼此平行的金屬導(dǎo)軌,寬為L,與水平面的夾角為θ,導(dǎo)軌電阻不計(jì),在虛線空間內(nèi)同時(shí)分布著垂直導(dǎo)軌平面上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場.導(dǎo)軌的下端接一定值電阻R,上端通過導(dǎo)線與一對豎直放置的平行金屬板相連接,兩板間距為d,其間固定著一光滑絕緣直桿,它與水平面也成θ角,桿上套一帶電小球.當(dāng)一電阻也為R的光滑導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌以速度v勻速下滑時(shí),小球恰好靜止在絕緣直桿上.則由此可以判斷小球的電性并能求出其荷質(zhì)比為(  )

A. 正電荷,2dgtanθ/BLvcosθ

B. 正電荷,2dgtanθ/BLv

C. 負(fù)電荷,2dgtanθ/BLvcosθ

D. 負(fù)電荷,2dgtanθ/BLv

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,為一交流發(fā)電機(jī)和外接負(fù)載的示意圖,發(fā)電機(jī)電樞線圈為n=100匝的正方形形線圈,邊長為 L=10cm ,繞OO′軸在磁感強(qiáng)度為B=0.5T的磁場中以角速度ω=2rad/s轉(zhuǎn)動(dòng)(不計(jì)一切摩擦),線圈電阻為r=1 ,外電路負(fù)載電阻為R =4。試求:

(1)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)表達(dá)式;

(2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過600角時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢;

(3)由圖示位置轉(zhuǎn)過600角的過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢;

(4)由圖示位置轉(zhuǎn)過600角的過程中電路中交流電壓表的示數(shù);

(5)由圖示位置轉(zhuǎn)過600角的過程中電阻R中流過的電量

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【題目】(18分)如圖所示,凸字形硬質(zhì)金屬線框質(zhì)量為m,相鄰各邊互相垂直,且處于同一豎直平面內(nèi),ab邊長為l,cd邊長為2l,ab與cd平行,間距為2l。勻強(qiáng)磁場區(qū)域的上下邊界均水平,磁場方向垂直于線框所在平面。開始時(shí),cd邊到磁場上邊界的距離為2l,線框由靜止釋放,從cd邊進(jìn)入磁場直到ef、pq邊進(jìn)入磁場前,線框做勻速運(yùn)動(dòng),在ef、pq邊離開磁場后,ab邊離開磁場之前,線框又做勻速運(yùn)動(dòng)。線框完全穿過磁場過程中產(chǎn)生的熱量為Q。線框在下落過程中始終處于原豎直平面內(nèi),且aB.cd邊保持水平,重力加速度為g;求

(1)線框ab邊將離開磁場時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小是cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)的 幾倍

(2)磁場上下邊界間的距離H

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【題目】如圖所示,在“研究影響通電導(dǎo)體所受安培力的因素”的實(shí)驗(yàn)中,下列說法中正確的是

A. 當(dāng)導(dǎo)體棒通以圖示方向的電流時(shí),導(dǎo)體棒將向右擺動(dòng)

B. 若減少磁鐵的數(shù)量,通電導(dǎo)體棒向右的擺角將增大

C. 若顛倒磁鐵磁極的上下位置,通電導(dǎo)體棒將向右擺

D. 若改變導(dǎo)體棒中的電流方向,通電導(dǎo)體棒將向右擺

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【題目】關(guān)于合力與其兩個(gè)分力的關(guān)系,正確的是(

A. 合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力

B. 合力的大小一定隨分力夾角的增大而增大

C. 合力的大小一定大于任意一個(gè)分力

D. 合力的大小可能大于大的分力,也可能小于小的分力

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