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如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌EFG和JKL均由水平和傾斜兩部分組成,左側(cè)傾斜部分為光滑的、間距L=1m,電阻不計(jì)的金屬導(dǎo)軌,水平部分為光滑的,間距L=1m的絕緣軌道,兩者之間平滑連接。其中傾斜部分傾角θ=37°,左端連接有一個(gè)滑動(dòng)變阻器R,在傾斜導(dǎo)軌的區(qū)域Ⅰ內(nèi)有方向垂直斜面向上,大小為B1=0.4T的勻強(qiáng)磁場,其寬度為x2=6m,磁場Ⅰ區(qū)下邊界與FK距離為x3=9m。在水平導(dǎo)軌區(qū)域Ⅱ中有大小為B2=
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T、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場,其寬度x4=4m。在區(qū)域Ⅱ的左側(cè)水平導(dǎo)軌無磁場區(qū)中放有一硬質(zhì)金屬線框cc1c2c3d3d2d1d(缺下底cd)。同時(shí)在傾斜導(dǎo)軌上距離磁場區(qū)域Ⅰ上邊界x1=3m處放置金屬桿ab,ab桿與金屬線框的材料和粗細(xì)規(guī)格完全相同,當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值為某一數(shù)值時(shí),金屬桿ab由靜止釋放恰能勻速通過磁場區(qū)域Ⅰ,ab桿滑過FK時(shí)無能量損失,ab桿進(jìn)入水平軌道后與金屬線框發(fā)生完全非彈性碰撞,并粘合為一個(gè)完整的凸形硬質(zhì)金屬線框 ac1c2c3d3d2d1b(a與c、b與d重合且接觸良好,以下簡稱為凸形金屬框)。凸形金屬框碰后向右進(jìn)入磁場區(qū)域Ⅱ,滑出區(qū)域Ⅱ后被放置在導(dǎo)軌正中央的水平彈簧彈回,凸形金屬框與彈簧碰撞時(shí)無能量損失。已知ab桿長為L=1m,質(zhì)量m1=0.1kg,ab桿電阻為r1=0.1Ω,金屬線框cc1c2c3d3d2d1d質(zhì)量m2=0.2kg,電阻為r2=0.2Ω,cc1=c1c2=c2c3=dd1=d2d1=d3d2=0.25m,c3d3=0.5m,不計(jì)所有摩擦。重力加速度g=10m/s2,求:
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(1)滑動(dòng)變阻器R的阻值;
(2)ab桿與金屬線框發(fā)生完全非彈性碰撞后的速度;
(3)ab桿在水平軌道上運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的電熱;
(4)通過計(jì)算說明最終凸形金屬框能完整進(jìn)出磁場Ⅱ的次數(shù)。(注意:進(jìn)磁場和出磁場各記一次)

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
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發(fā)布:2024/8/27 0:0:9組卷:29引用:1難度:0.2
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  • 1.如圖甲所示,超級高鐵是一種以“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)。如圖乙所示,已知管道中固定著兩根平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ兩導(dǎo)軌的間距為
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    r,運(yùn)輸車的質(zhì)量為m,橫截面是半徑為r的圓。運(yùn)輸車上固定著與導(dǎo)軌垂直的兩根導(dǎo)體1和2,間距為D.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
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    (1)如圖丙所示,當(dāng)管道中的導(dǎo)軌平面與水平面成θ=30°角時(shí),運(yùn)輸車恰好能無動(dòng)力地勻速下滑,求運(yùn)輸車與導(dǎo)軌間的動(dòng)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(dòng)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)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場中,如圖丁。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v0從如圖戊通過距離D后的速度v。

    發(fā)布:2024/11/11 5:30:2組卷:433引用:6難度:0.3
  • 2.我國完全自主設(shè)計(jì)建造的首艘電磁彈射型航空母艦“福建艦”采用平直通長飛行甲板,滿載排水量8萬余噸。電磁彈射器的主要部件是一套直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī),利用強(qiáng)大電流通過線圈產(chǎn)生的磁場推動(dòng)飛機(jī)托架高速前進(jìn),帶動(dòng)飛機(jī)起飛,原理簡圖如圖所示。電動(dòng)機(jī)初級線圈固定在甲板下方,彈射時(shí),旋轉(zhuǎn)電刷極短時(shí)間內(nèi)從觸點(diǎn)1高速旋轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)14,依次在線圈A、B、C、D、E、???、M、N中產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場,在磁場從線圈A高速變化到線圖N的過程中,直線感應(yīng)電機(jī)的次級線圈(飛機(jī)托架)中就會產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)電流,飛機(jī)托架會在安培力的推動(dòng)下帶動(dòng)飛機(jī)高速前進(jìn)。已知整個(gè)加速系統(tǒng)長約90余米,彈射時(shí)在2.5s內(nèi)可以將質(zhì)量為30t的飛機(jī)由靜止加速到260km/h的離艦速度。若彈射過程安培力恒定,不計(jì)阻力,飛機(jī)托架的質(zhì)量可忽略,線圈電阻不計(jì),重力加速度為g,下列說法正確的是(  )
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    發(fā)布:2024/11/11 17:30:1組卷:38引用:3難度:0.6
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.兩平行、光滑的直導(dǎo)軌與水平面間的夾角為θ,導(dǎo)軌處在垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場中,兩根長度、材料均相同的均質(zhì)金屬棒P、Q垂直地放在導(dǎo)軌上,一根輕質(zhì)細(xì)繩跨過如圖所示的輕質(zhì)定滑輪,一端懸吊一重物,另一端連接金屬棒Q,定滑輪右側(cè)的細(xì)繩和導(dǎo)軌平行,將兩金屬棒同時(shí)由靜止釋放,經(jīng)過一段時(shí)間后,金屬棒P的速度始終為v。已知金屬棒Q的質(zhì)量為2m,金屬棒P和重物的質(zhì)量均為m,兩金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,閉合回路中除兩金屬棒以外的電阻均不計(jì),重力加速度大小為g,下列說法正確的是(  )

    發(fā)布:2024/11/12 20:0:1組卷:102引用:4難度:0.5
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