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當前位置： 2022-2023學年廣東省深圳外國語學校高二（下）期末物理試卷> 試題詳情

某種超導磁懸浮列車是利用超導體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時通過周期性地變換磁極方向而獲得推進動力。其推進原理可以簡化為如圖所示的電磁驅動模型：在水平面上相距d=2m的兩根平行直導軌間，有豎直方向等距離分布、方向相反的勻強磁場B₁和B₂，且B₁=B₂=1T，每個磁場分布區(qū)間的長都是a,相間排列，所有這些磁場都以速度v₀=20m/s向右勻速平動。這時跨在兩導軌間的長為a、寬為d=2m的金屬框MNQP（固定在列車底部、絕緣并懸浮在導軌正上方）在磁場力作用下也將會向右運動。設金屬框的總電阻為R=1Ω，在題設條件下，假設金屬框運動過程中所受到的阻力恒為f=80N，求：
（1）金屬框剛啟動瞬間金屬框產生的電流大小I；
（2）當金屬框向右運動的速度為v=5m/s時，金屬框中的安培力大小F；
（3）金屬框能達到的最大速度v_m及此后金屬框中每秒鐘產生的焦耳熱Q。
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【考點】電磁感應過程中的能量類問題；導體平動切割磁感線產生的感應電動勢；電磁感應過程中的動力學類問題．

【答案】見試題解答內容

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/6/28 8:0:9組卷：493引用：4難度：0.4

相似題

1．如圖所示，在水平面內固定著間距為L的兩根光滑平行金屬導軌（導軌足夠長且電阻忽略不計），導軌MN兩點右側處在方向垂直導軌平面向下、磁感應強度大小為B的勻強磁場中。在導軌的左端接入電動勢為E、內阻不計的電源和電容為C的電容器。先將金屬棒a靜置在導軌上，閉合開關S₁、S₃，讓a運動速度達到v₀時斷開S₁，同時將金屬棒b靜置在導軌上，經(jīng)過一段時間后，流經(jīng)a的電流為零。已知a、b的長度均為L，電阻均為R，質量均為m,在運動過程與導軌垂直并保持良好接觸。
（1）求開關S₁、S₃閉合，a運動速度剛為v₀時a的加速度大小；
（2）求b產生的焦耳熱Q_b；
（3）若將棒a、b均靜置在水平軌道上，閉合開關S₁、S₂，稍后再斷開S₁同時閉合S₃，求兩棒最終速度的大小。
發(fā)布：2024/9/15 10:0:8組卷：82引用：2難度：0.5
解析
2．如圖所示，寬為L的兩固定光滑金屬導軌水平放置，空間存在豎直向上的勻強磁場，磁感應強度大小為B。質量均為m、電阻值均為R的兩導體棒ab和cd靜止置于導軌上，它們之間的距離也為L，現(xiàn)給cd一向右的初速度v₀，金屬導軌足夠長，在它們之后的運動過程中，求：
（1）導體棒ab獲得的最大速度；
（2）導體棒ab達到最大速度的過程中，此棒產生的焦耳熱；
（3）最終導體棒ab和cd之間的距離。
發(fā)布：2024/9/15 2:0:9組卷：11引用：2難度：0.5
解析
3．如圖，空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度為B=1T。在勻強磁場區(qū)域內，將質量為m=4kg、長為L=1m、電阻為2Ω的金屬棒ab垂直導軌放置在足夠長的水平光滑U形導軌上，且與導軌接觸良好，導軌間距為L=1m,導軌電阻忽略不計。金屬棒在垂直于棒的水平拉力F的作用下，由靜止開始（t=0時）做勻加速直線運動，2s時運動的位移為8m。2s后保持拉力的功率不變，直到棒ab以最大速度做勻速直線運動再撤去拉力F。求：
（1）2s時F的大??；
（2）棒ab的最大速度v_max；
（3）撤去拉力后，棒ab產生的熱量Q及運動的距離x。
發(fā)布：2024/9/19 11:0:13組卷：15引用：1難度：0.4
解析

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