【题目】随着越来越高的摩天大楼在世界各地的落成,而今普遍使用的钢索悬挂式电梯已经不适应现代生活的需求。这是因为钢索的长度随着楼层的增高而相应增加,这些钢索会由于承受不了自身的重力,还没有挂电梯就会被拉断。为此,科学技术人员开发一种利用磁力的电梯,用磁动力来解决这个问题。如图10所示是磁动力电梯示意图,即在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道,轨道间有垂直轨道平面交替排列的匀强磁场B1和B2,B1=B2=1.0T,B1和B2的方向相反,两磁场始终竖直向上作匀速运动。电梯轿厢固定在如图所示的金属框abcd内(电梯轿厢在图中未画出),并且与之绝缘。已知电梯载人时的总质量为4.75×103kg,所受阻力f=500N,金属框垂直轨道的边长,两磁场的宽度均与金属框的边长
相同,金属框整个回路的电阻
,g取10m/s2。假如设计要求电梯以
的速度匀速上升,求:
(1)金属框中感应电流的大小及图示时刻感应电流的方向;
(2)磁场向上运动速度的大小;
(3)该磁动力电梯以速度向上匀速运动时,提升轿厢的效率。
【答案】(1) (2)12.7m/s (3)
【解析】试题分析:金属框匀速上升时,ab、cd两均切割磁感线产生感应电动势,两边均受到安培力,根据平衡条件和右手定则可确定感应电流的大小和方向.由欧姆定律和感应电动势公式求出磁场向上运动速度v0的大小.根据功率公式求出重力、阻力和的热功率,进而求出效率。
(1)因金属框匀速运动,所以金属框受到的安培力等于重力与阻力之和,设当电梯向上用匀速运动时,金属框中感应电流大小为I由平衡条件:
所受的安培力为:
由以上可得金属框中感应电流:
图示时刻回路中感应电流沿逆时针方向(2)金属框中感应电动势:
金属框中感应电流大小:
由以上可得:
(3)金属框中的热功率为:
重力功率为:
阻力的功率为:
提升轿厢的效率:
所以效率为:
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【题目】()如图所示.在光滑水平面上有A、B两辆小车,水平面左侧有一竖直墙,在小车B上坐着一个小孩,车B与小孩的总质量是车A质量的4倍。从静止开始,小孩把车A以速度v(对地)推出,车A返回后,小孩抓住并再次把它推出,每次推出的车A的速度都是v(对地)、方向向左,则小孩把车A总共推出 次后,车A返回时,小孩不能再接到(小车与竖直墙相撞无能量损失)
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示在虚线空间内有一对彼此平行的金属导轨,宽为L,与水平面的夹角为θ,导轨电阻不计,在虚线空间内同时分布着垂直导轨平面上的磁感应强度为B的匀强磁场.导轨的下端接一定值电阻R,上端通过导线与一对竖直放置的平行金属板相连接,两板间距为d,其间固定着一光滑绝缘直杆,它与水平面也成θ角,杆上套一带电小球.当一电阻也为R的光滑导体棒ab沿导轨以速度v匀速下滑时,小球恰好静止在绝缘直杆上.则由此可以判断小球的电性并能求出其荷质比为( )
A. 正电荷,2dgtanθ/BLvcosθ
B. 正电荷,2dgtanθ/BLv
C. 负电荷,2dgtanθ/BLvcosθ
D. 负电荷,2dgtanθ/BLv
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,为一交流发电机和外接负载的示意图,发电机电枢线圈为n=100匝的正方形形线圈,边长为 L=10cm ,绕OO′轴在磁感强度为B=0.5T的磁场中以角速度ω=2rad/s转动(不计一切摩擦),线圈电阻为r=1
,外电路负载电阻为R =4
。试求:
(1)转动过程中感应电动势的瞬时表达式;
(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过600角时感应电动势;
(3)由图示位置转过600角的过程中产生的平均感应电动势;
(4)由图示位置转过600角的过程中电路中交流电压表的示数;
(5)由图示位置转过600角的过程中电阻R中流过的电量
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】(18分)如图所示,凸字形硬质金属线框质量为m,相邻各边互相垂直,且处于同一竖直平面内,ab边长为l,cd边长为2l,ab与cd平行,间距为2l。匀强磁场区域的上下边界均水平,磁场方向垂直于线框所在平面。开始时,cd边到磁场上边界的距离为2l,线框由静止释放,从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前,线框做匀速运动,在ef、pq边离开磁场后,ab边离开磁场之前,线框又做匀速运动。线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q。线框在下落过程中始终处于原竖直平面内,且aB.cd边保持水平,重力加速度为g;求
(1)线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的 几倍
(2)磁场上下边界间的距离H
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,在“研究影响通电导体所受安培力的因素”的实验中,下列说法中正确的是
A. 当导体棒通以图示方向的电流时,导体棒将向右摆动
B. 若减少磁铁的数量,通电导体棒向右的摆角将增大
C. 若颠倒磁铁磁极的上下位置,通电导体棒将向右摆
D. 若改变导体棒中的电流方向,通电导体棒将向右摆
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【题目】关于合力与其两个分力的关系,正确的是()
A. 合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力
B. 合力的大小一定随分力夹角的增大而增大
C. 合力的大小一定大于任意一个分力
D. 合力的大小可能大于大的分力,也可能小于小的分力
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