[题目]电磁缓速器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置.其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度.电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论:如图所示.将形状相同的两根平行且足够长的铝条固定在光滑斜面上.斜面与水平方向夹角为θ.一质量为m的条形磁铁滑入两铝条间.恰好匀速穿过.穿过时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定.其引起电磁� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】电磁缓速器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度。电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论：如图所示，将形状相同的两根平行且足够长的铝条固定在光滑斜面上，斜面与水平方向夹角为θ。一质量为m的条形磁铁滑入两铝条间，恰好匀速穿过，穿过时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定，其引起电磁感应的效果与磁铁不动、铝条相对磁铁运动相同。磁铁端面是边长为d的正方形，由于磁铁距离铝条很近，磁铁端面正对两铝条区域的磁场均可视为匀强磁场，磁感应强度为B，铝条的高度大于d，电阻率为ρ。为研究问题方便，铝条中只考虑与磁铁正对部分的电阻和磁场，其他部分电阻和磁场可忽略不计，假设磁铁进入铝条间以后，减少的机械能完全转化为铝条的内能，重力加速度为g。

（1）求铝条中与磁铁正对部分的电流I；

（2）若两铝条的宽度均为b，推导磁铁匀速穿过铝条间时速度v的表达式；

（3）在其他条件不变的情况下，仅将两铝条更换为宽度b'>b的铝条，磁铁仍以速度v进入铝条间，试简要分析说明磁铁在铝条间运动时的加速度和速度如何变化。

【答案】（1）（2）v=（3）见解析

【解析】试题（1）磁铁在铝条间运动时，两根铝条受到的安培力大小相等均为F安，有

F安=IdB①

磁铁受到沿斜面向上的作用力为F，其大小有

F=2F安②

磁铁匀速运动时受力平衡，则有F–mgsin θ=0③

联立①②③式可得I=④

（2）磁铁穿过铝条时，在铝条中产生的感应电动势为E，有E=Bdv⑤

铝条与磁铁正对部分的电阻为R，由电阻定律有R=ρ⑥

由欧姆定律有I=⑦

联立④⑤⑥⑦式可得 v=⑧

（3）磁铁以速度v进入铝条间，恰好做匀速运动时，磁铁受到沿斜面向上的作用力F，联立①②⑤⑥⑦式可得F=⑨

当铝条的宽度b'>b时，磁铁以速度v进入铝条间时，磁铁受到的作用力变为F'，有F'=⑩

可见，F'>F="mgsin" θ，磁铁所受到的合力方向沿斜面向上，获得与运动方向相反的加速度，磁铁将减速下滑，此时加速度最大。之后，随着运动速度减小，F'也随着减小，磁铁所受的合力也减小，由于磁铁加速度与所受到的合力成正比，磁铁的加速度逐渐减小。综上所述，磁铁做加速度逐渐减小的减速运动。直到F'="mgsin" θ时，磁铁重新达到平衡状态，将再次以较小的速度匀速下滑。

练习册系列答案

悦然好学生期末卷系列答案

名师导航小学毕业升学总复习系列答案

黄冈口算题卡系列答案

一通百通小学毕业升学模拟测试卷系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】新华社甘肃酒泉2016年9月14日报导（记者李国利）天宫二号将与神舟十一号载人飞船在距地面393公里的轨道高度交会对接。中国载人航天工程办公室副主任武平14日在酒泉卫星发射中心表示，“这与未来空间站的轨道高度基本相同”。由此消息对比神舟十一号与地球同步卫星的认识，正确的是（）

A. 神舟十一号载人飞船中宇航员没有受到力的作用

B. 神舟十一号载人飞船的加速度小于同步卫星的加速度

C. 神舟十一号载人飞船的周期小于同步卫星的周期

D. 神舟十一号载人飞船圆轨道运行速度大于7.9km/s

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】奥迪车有多种车型，如30TFSI、35TFSI、50TFSI，（每个车型字母前的数字称为G值）G值用来表现车型的整体加速度感，数字越大，加速越快．G值的大小为车辆从静止开始加速到100km/h的平均加速度数值（其单位为国际基本单位）再乘以10．如图为某一型号的奥迪尾标，其值为50TFSI，则该型号车从静止开始加速到100km/h的时间约为（　　）

A. 5.6 s B. 6.2 s C. 8.7 s D. 9.5 s

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】PET（正电子发射型计算机断层显像）的基本原理是：将放射性同位素注入人体，参与人体的代谢过程。在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象。根据PET原理，下列说法正确的是（　　）

A. 衰变的方程式为

B. 将放射性同位素注入人体，的主要用途作为示踪原子

C. 一对正负电子湮灭后也可能只生成一个光子

D. PET中所选的放射性同位素的半衰期应较长

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，内表面光滑绝缘的半径为的圆形轨道处于竖直平面内，有竖直向下的匀强电场，场强大小为有一质量为、带负电的小球，电荷量大小为，小球在圆轨道内壁做圆周运动，当运动到最低点A时，小球与轨道压力恰好为零，g取，求：

小球在A点处的速度大小；

小球运动到最高点B时对轨道的压力．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差,现使板带电,则下列判断正确的是 ( )

A. 增大两极板之间的距离,指针张角变大

B. 将板稍微上移,静电计指针张角将变大

C. 若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张角变大

D. 若将A板拿走,则静电计指针张角变为零

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】某新型自行车，采用如图所示的无链传动系统，利用圆锥齿轮90°轴交，将动力传至后轴，驱动后轮转动，杜绝了传统自行车“掉链子”问题。如图所示是圆锥齿轮90°轴交示意图，其中A是圆锥齿轮转轴上的点，B、C分别是两个圆锥齿轮边缘上的点，两个圆锥齿轮中心轴到A、B、C三点的距离分别记为rA、rB和rC(rA≠rB≠rC)。下列有关物理量大小关系正确的是(　 )