電磁剎車技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。某電磁剎車裝置可簡化為如圖甲所示的模型，車廂下端固定有電磁鐵系統(tǒng)，能在長為L1、寬為L2的矩形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生豎直方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可根據(jù)需要自動調(diào)整，但最大不超過2T。長為L1、寬為L2的單匝矩形線圈鋪設(shè)在水平絕緣軌道正中央，相鄰兩線圈的間隔也為L2。已知L1=0.5m,L2=0.2m,每個線圈的電阻R=0.1Ω。
在某次試驗中，當(dāng)車的速度v0=20m/s時啟動該制動系統(tǒng)，車立即以大小為2m/s2的加速度做勻減速直線運動，直到磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到2T。之后磁感應(yīng)強(qiáng)度保持2T不變，車?yán)^續(xù)前行直到停止運動。已知車的總質(zhì)量為30kg,不計摩擦阻力及空氣阻力的影響，導(dǎo)線粗細(xì)忽略不計，不考慮磁場邊緣效應(yīng)的影響。
（1）在圖乙中定性畫出車在制動過程中，其速度隨時間變化的圖像；
（2）求從磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到2T至車停止運動過程中，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱；
（3）求制動過程中，車行駛的總距離。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：200引用：1難度：0.3
相似題
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1．如圖所示，固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌，垂直于導(dǎo)軌放置的兩根金屬棒MN和PQ長度也為l、電阻均為R，兩棒與導(dǎo)軌始終接觸良好。MN兩端通過開關(guān)S與電阻為R的單匝金屬線圈相連，線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場，磁通量變化率為常量k。圖中虛線右側(cè)有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．PQ的質(zhì)量為m,金屬導(dǎo)軌足夠長、電阻忽略不計。
（1）閉合S，若使PQ保持靜止，需在其上加多大的水平恒力F，并指出其方向；
（2）斷開S，PQ在上述恒力作用下，由靜止開始到速度大小為v的加速過程中流過PQ的電荷量為q,求該過程安培力做的功W。發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：3144引用：16難度：0.5 -
2．2022年6月，我國首艘完全自主設(shè)計建造的航母“福建艦”下水亮相，除了引人注目的電磁彈射系統(tǒng)外，電磁阻攔索也是航母的“核心戰(zhàn)斗力”之一，其原理是利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的阻力快速安全地降低艦載機(jī)著艦的速度。如圖所示為電磁阻攔系統(tǒng)的簡化原理：艦載機(jī)著艦時關(guān)閉動力系統(tǒng)，通過絕緣阻攔索拉住軌道上的一根金屬棒ab,金屬棒ab瞬間與艦載機(jī)共速并與之一起在磁場中減速滑行至停下。已知艦載機(jī)質(zhì)量為M，金屬棒質(zhì)量為m,接入導(dǎo)軌間電阻為r,兩者以共同速度為v0進(jìn)入磁場。軌道端點MP間電阻為R，不計其它電阻。平行導(dǎo)軌MN與PQ間距L，軌道間有豎直方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。除安培力外艦載機(jī)系統(tǒng)所受其它阻力均不計。求：
（1）艦載機(jī)和金屬棒一起運動的最大加速度a；
（2）艦載機(jī)減速過程中金屬棒ab中產(chǎn)生的焦耳熱Qab；
（3）艦載機(jī)減速過程通過的位移x的大小。發(fā)布：2024/12/29 23:0:1組卷：208引用：4難度：0.4 -
3．如圖所示，足夠長的U形光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面呈θ角，其中MN與PQ平行且間距為L，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直，導(dǎo)軌電阻不計．金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好，ab棒在MN與PQ之間部分的電阻為R，當(dāng)ab棒沿導(dǎo)軌下滑的距離為x時，棒的速度大小為v.則在這一過程中（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：78引用：3難度：0.7
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