當(dāng)前位置： 2021-2022學(xué)年北京市房山區(qū)高三（上）期末物理試卷> 試題詳情

磁力剎車(chē)是為了保證過(guò)山車(chē)在進(jìn)站前降到安全速度而設(shè)計(jì)的一種剎車(chē)方式。如圖（a），磁場(chǎng)很強(qiáng)的釹磁鐵長(zhǎng)條安裝在軌道上，剎車(chē)金屬片安裝在過(guò)山車(chē)底部或兩側(cè)。其結(jié)構(gòu)原理可簡(jiǎn)化為如圖（b）所示，相距為l。水平放置的導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，整個(gè)回路中的等效電阻為R，將過(guò)山車(chē)上的剎車(chē)金屬片等效為一根金屬桿MN，設(shè)過(guò)山車(chē)的質(zhì)量為m,不計(jì)軌道摩擦和空氣阻力。

（1）求過(guò)山車(chē)以水平速度v行駛時(shí)，磁力剎車(chē)裝置能夠產(chǎn)生的加速度大小a；
（2）若過(guò)山車(chē)進(jìn)入水平磁力剎車(chē)軌道開(kāi)始減速時(shí)速度為30m/s,剎車(chē)產(chǎn)生的加速度大小為15m/s²，過(guò)山車(chē)的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足：v=v₀-
B
2
l
2
m
R
x（設(shè)水平軌道起點(diǎn)x=0）。
a.在圖（c）中畫(huà)出水平行駛時(shí)磁力剎車(chē)裝置產(chǎn)生的加速度大小a隨速度v的變化圖像；
b.求過(guò)山車(chē)在水平軌道上減速到10m/s時(shí)滑行的距離。
（3）比較用磁力剎車(chē)和用摩擦力剎車(chē)的優(yōu)劣。

【考點(diǎn)】導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用．

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：89引用：2難度：0.5

相似題

1．如圖所示，有一足夠大的光滑水平面上存在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁場(chǎng)分布沿x軸方向均勻增大，沿y軸方向是不變的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外?，F(xiàn)有一閉合的正方形金屬線框（線框有電阻），質(zhì)量為m,以速度大小為v₀、方向沿其對(duì)角線且與x軸成45°角開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，以下關(guān)于線框的說(shuō)法中正確的是（　?。?/h2>

A．線框中的感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針?lè)较?/label>

B．線框?qū)⒆鰟驕p速直線運(yùn)動(dòng)

C．線框運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的內(nèi)能為

mv₀²

D．線框最終將靜止于平面上的某個(gè)位置

發(fā)布：2024/11/13 17:0:2組卷：140引用：2難度：0.7

解析

2．如圖所示，U形金屬框abcd置于傾角為θ的固定絕緣斜面上，ab和dc平行，和bc邊垂直。一根具有一定電阻的光滑導(dǎo)體棒MN置于金屬框上，將金屬框與導(dǎo)體棒由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，整個(gè)裝置始終處于垂直斜面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，MN與金屬框始終保持良好接觸，且與bc邊保持平行。已知金屬框與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，且動(dòng)摩擦因數(shù)μ＜tanθ。整個(gè)金屬框電阻可忽略，斜面足夠長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后（　?。?/h2>
A．導(dǎo)體棒的加速度趨于恒定值
B．導(dǎo)體棒的速度趨于恒定值
C．金屬框的速度趨于恒定值
D．導(dǎo)體棒到金屬框bc邊的距離趨于恒定值
發(fā)布：2024/11/13 18:0:1組卷：211引用：2難度：0.3
解析
3．如圖所示，水平面內(nèi)間距為1m且足夠長(zhǎng)的兩根平行光滑長(zhǎng)直金屬軌道，其左側(cè)通過(guò)開(kāi)關(guān)S與R=5Ω的電阻相連，整個(gè)空間內(nèi)有垂直軌道平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為2kg,長(zhǎng)度為1m,電阻為5Ω的均勻長(zhǎng)直金屬棒PQ位于軌道平面內(nèi)并垂直軌道放置，金屬棒始終與軌道接觸良好，不計(jì)軌道電阻及空氣阻力。閉合開(kāi)關(guān)S，對(duì)金屬棒PQ施加一水平向右的力F，使其從靜止開(kāi)始做加速度大小為0.5m/s²的勻加速運(yùn)動(dòng)；4s后撤去力F。金屬棒PQ從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最終靜止的全過(guò)程中，力F的最大值F_m及金屬棒運(yùn)動(dòng)的路程x為（　?。?/h2>
A．F_m=0.8N，x=14m B．F_m=0.8N，x=10m
C．F_m=1.8N，x=14m D．F_m=1.8N，x=10m
發(fā)布：2024/11/14 7:0:1組卷：71引用：2難度：0.7
解析

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A．F_m=0.8N，x=14m	B．F_m=0.8N，x=10m
C．F_m=1.8N，x=14m	D．F_m=1.8N，x=10m