练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    10．如图所示，虚线框内为某电磁缓冲车的结构俯视图，缓冲车厢的底部安装电磁铁（图中未画出），能产生竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，车厢上有两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN，将高强度绝缘体材料制成的缓冲滑块K置于导轨上并可在导轨上无摩擦运动，滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L．假设关闭发动机后，缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，此后线圈与轨道的磁场作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲，一切摩擦阻力不计．求：
    （1）缓冲滑块K的线圈中感应电流的方向和最大感应电动势的大小；
    （2）若缓冲车厢向前移动距离L后速度为零，缓冲车厢与障碍物的线圈的ab边均没有接触，则此过程线圈abcd中通过的电量和产生的焦耳热各是多少？

    分析 （1）缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块相对磁场的速度大小为v0，此时线框中产生的感应电动势最大，由公式Em=nBLv0求出最大感应电热势．
    （2）根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式结合求电量．缓冲车厢向前移动距离L后速度为零，缓冲车厢的动能全部转化为内能，根据能量守恒求线圈中产生的热量．

    解答 解：（1）缓冲过程中，缓冲滑块K的线圈中磁通量增大，由楞次定律知：缓冲滑块K的线圈中感应电流的方向是abcda．
    缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，滑块相对磁场的速度大小为v0，线圈中产生的感应电动势最大，则有最大感应电动势的大小为 Em=nBLv0．
    （2）由法拉第电磁感应定律得
      E=n$\frac{△Φ}{△t}$，其中△Φ=BL2．
    由欧姆定律得 $\overline{I}$=$\frac{E}{R}$
    又q=$\overline{I}$△t
    联立得：此过程线圈abcd中通过的电量 q=n$\frac{B{L}^{2}}{R}$．
    由功能关系得：线圈产生的焦耳热为 Q=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
    答：
    （1）缓冲滑块K的线圈中感应电流的方向为abcda，和最大感应电动势的大小为 nBLv0；
    （2）此过程线圈abcd中通过的电量是n$\frac{B{L}^{2}}{R}$，线圈产生的焦耳热为 Q=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$．

    点评 本题考查学生分析和理解科技成果的能力，运用电磁感应、电路及力学的基本规律进行分析．

    练习册系列答案
    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！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    20．下列各种情况中，可以把研究对象看作质点的是（　　）
    A．
    研究原子内部结构时的原子
    B．
    研究地球自转时的地球
    C．
    研究火车过桥所需时间的火车
    D．
    研究飞机由广州至北京平均速度时的飞机

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    1．如图所示，一个小物体由斜面上A点以初速v0水平抛出，然后落到斜面上B点，已知斜面的倾角为θ，空气阻力可忽略，求物体在运动过程中离斜面的最远距离s．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    18．如图所示，固定光滑斜面倾角为θ，一劲度系数为k的轻质弹簧，一端连着斜面底端的固定挡板C，另一端连接质量为m的物块A，A处于静止状态．重力加速度为g，弹簧在弹性限度内，求：
    （1）斜面对物块A的支持力大小N；
    （2）弹簧的压缩量x．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    5．如图所示是某物体沿直线运动的位移-时间图象，它是一条抛物线，由图象判断物体的运动情况是（　　）
    A．物体做匀减速运动B．物体的加速度是1m/s2
    C．物体的初速度为0D．物体7秒末速度为16m/s

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    1．如图所示，在一竖直平面内，y轴左方有一水平向右的场强为E1的匀强电场和垂直于纸面向里的磁感应强度为B1的匀强磁场，y轴右方有一竖直向上的场强为E2的匀强电场和另一磁感应强度为B2的匀强磁场．有一带电荷量为+q、质量为m的微粒，从x轴上的A点以初速度v与水平方向成θ角沿直线运动到y轴上的P点，A点到坐标原点O的距离为d．微粒进入y轴右侧后在竖直面内做匀速圆周运动，然后沿与P点运动速度相反的方向打到半径为r的$\frac{1}{4}$的绝缘光滑圆管内壁的M点（假设微粒与M点碰后速度改变、电荷量不变，圆管内径的大小可忽略，电场和磁场可不受影响地穿透圆管），并恰好沿圆管内无碰撞下滑至N点．已知θ=37°，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，求：
    （1）E1与E2大小之比；
    （2）y轴右侧的磁场的磁感应强度B2的大小和方向；
    （3）从A点运动到N点所用的时间．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    8．如图所示，带电平行板中匀强磁场方向水平垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点C进入板间后恰能沿水平作直线运动．现使小球从较低的b点开始下滑，经C点进入板间，在板间的运动过程中（　　）
    A．其动能将会减小B．其所受的磁场力将会增大
    C．其电势能将会增大D．其所受的电场力将会增大

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    5．如图所示，固定的半圆弧形光滑轨道置于水平方向的匀强电场和匀强磁场中，轨道圆弧半径为R，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，电场强度为E，方向水平向左．一个质量为m的小球（可视为质点）放在轨道上的C点恰好处于静止、圆弧半径OC与水平直径AD的夹角为α=53°（sinα=0.8）．
    （1）求小球带何种电荷，电荷量是多少？
    （2）如果将小球从A点由静止释放，小球在圆弧轨道上运动时，对轨道的最大压力的大小是多少？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    6．在平直公路上行驶的a车和b车，其位移-时间图象分别为图中直线a和曲线b，由图可知（　　）
    A．b车运动方向始终不变
    B．在t1时刻a车的位移大于b车的位移
    C．t1到t2这段时间内a车的平均速度等于b车的平均速度
    D．t1到t2这段时间内某时刻两车的速度可能相同

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案