某科技館中有一裝置如圖甲所示,乘客乘坐滑板車(chē)從某一高度俯沖下來(lái),以尋求刺激,但是速度太快存在一定的風(fēng)險(xiǎn),為解決這一問(wèn)題,設(shè)計(jì)者利用磁場(chǎng)來(lái)減速,其工作原理如圖乙所示。在滑板車(chē)下面安裝電阻不計(jì)的ab、cd導(dǎo)軌,導(dǎo)軌中間安裝5根等距離分布的導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒長(zhǎng)度為L(zhǎng),電阻均為R。距離斜面底端5h的A處下方,存在寬度為h、方向垂直斜面向上的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。讓滑板車(chē)從距離磁場(chǎng)上邊緣h處由靜止滑下,導(dǎo)體棒bc進(jìn)入磁場(chǎng)后滑板車(chē)恰好做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),斜面與水平面夾角為37°,假設(shè)所有軌道均光滑,重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)人與滑板車(chē)的總質(zhì)量m;
(2)從導(dǎo)體棒bc離開(kāi)磁場(chǎng)到滑板車(chē)全部穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中,流過(guò)導(dǎo)體棒bc的電荷量q;
(3)滑板車(chē)穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中,導(dǎo)體棒bc上產(chǎn)生的熱量Q;
(4)若想讓滑板車(chē)快速停下來(lái),請(qǐng)說(shuō)出設(shè)計(jì)時(shí)可以采用的方法。
【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類(lèi)問(wèn)題;閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式;導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);電磁感應(yīng)過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)類(lèi)問(wèn)題.
【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:32引用:2難度:0.4
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(zhǎng)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(guò)開(kāi)關(guān)S與電阻為R的單匝金屬線(xiàn)圈相連,線(xiàn)圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場(chǎng),磁通量變化率為常量k。圖中虛線(xiàn)右側(cè)有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),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(zhǎng)、電阻忽略不計(jì)。
(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(kāi)S,PQ在上述恒力作用下,由靜止開(kāi)始到速度大小為v的加速過(guò)程中流過(guò)PQ的電荷量為q,求該過(guò)程安培力做的功W。發(fā)布:2024/12/29 20:30:1組卷:3145引用:16難度:0.5 -
2.如圖所示,足夠長(zhǎng)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(zhǎng),導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,導(dǎo)軌電阻不計(jì).金屬棒ab由靜止開(kāi)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(shí),棒的速度大小為v.則在這一過(guò)程中( )
發(fā)布:2024/12/29 20:30:1組卷:78引用:3難度:0.7 -
3.2022年6月,我國(guó)首艘完全自主設(shè)計(jì)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(jiǎn)化原理:艦載機(jī)著艦時(shí)關(guān)閉動(dòng)力系統(tǒng),通過(guò)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(chǎng)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(chǎng)。軌道端點(diǎn)MP間電阻為R,不計(jì)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(chǎng),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(jì)。求:
(1)艦載機(jī)和金屬棒一起運(yùn)動(dòng)的最大加速度a;
(2)艦載機(jī)減速過(guò)程中金屬棒ab中產(chǎn)生的焦耳熱Qab;
(3)艦載機(jī)減速過(guò)程通過(guò)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