如圖所示，為某研究小組設(shè)計的磁懸浮電梯的簡化模型，在豎直平面上相距為l的兩根很長的平行滑軌，豎直安置，沿軌道安裝的線路通上勵磁電流，便會產(chǎn)生沿軌道移動的周期性磁場。組成周期性磁場的每小塊磁場沿滑軌方向?qū)挾认嗟龋嚅g排列。相間的勻強磁場B1和B2垂直軌道平面，B1和B2方向相反，大小相等，即B1=B2=B，每個磁場的寬度都是l。采用輕巧碳纖維材料打造的一電梯轎廂里固定著繞有N匝金屬導(dǎo)線的閉合正方形線框ABCD（轎廂未畫出且與線框絕緣），邊長為l,總電阻為R。利用移動磁場與金屬線框的相互作用，使轎廂獲得牽引力，從而驅(qū)動電梯上升。已知磁場以速度v0向上勻速運動，電梯轎廂的總質(zhì)量為M、運動中所受的摩擦阻力恒為f,重力加速度為g。
（1）電梯轎廂向上運動的最大速度；
（2）不考慮其它能量損耗，為了維持轎廂勻速上升，外界在單位時間內(nèi)需提供的總能量；
（3）假設(shè)磁場由靜止開始向上做勻加速運動來啟動電梯轎廂，當(dāng)兩磁場運動的時間為t時，電梯轎廂也在向上做勻加速直線運動，此時轎廂的運動速度為v,求由磁場開始運動到電梯轎廂剛開始運動所需要的時間。
【考點】導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；電磁感應(yīng)過程中的能量類問題；安培力的計算公式及簡單應(yīng)用；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：173引用：3難度：0.3
相似題
-
1．半徑為R的金屬圓環(huán)水平固定，電阻忽略不計。圓環(huán)內(nèi)存在與環(huán)面垂直的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。導(dǎo)體棒長為L（L＞2R），其單位長度電阻值為r。圖（a）中導(dǎo)體棒與圓環(huán)相切于O1點，t=0時刻起，從圖示位置以速度v勻速向右運動，棒始終與速度方向垂直。圖（b）中導(dǎo)體棒與圓環(huán)相切于O2點，t=0時刻起，以O(shè)2點為軸從圖示位置起在水平面內(nèi)順時針勻速轉(zhuǎn)過180°，角速度為ω；導(dǎo)體棒掃過整個環(huán)面時與環(huán)接觸良好。
（1）分析說明圖（a）中導(dǎo)體棒掃過整個環(huán)面過程中流過導(dǎo)體棒的電流變化情況；
（2）求圖（b）中導(dǎo)體棒兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E與時間t的關(guān)系式；
（3）若圖（a）、圖（b）中導(dǎo)體棒掃過整個環(huán)面所用時間相同，試比較兩種情況中導(dǎo)體棒運動到虛線（圓環(huán)上直徑位置）處，流過兩導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流大小。發(fā)布：2024/12/30 1:0:6組卷：98引用：2難度：0.7 -
2．如圖甲所示，在水平面上有一豎直向下的足夠?qū)挼木匦蝿驈姶艌鰠^(qū)域，磁感應(yīng)強度B0=0.2T，區(qū)域長度L=3m,在緊靠磁場的左邊界處的水平面上放置一正方形線框，匝數(shù)n=10，邊長a=1m,線框電阻R=1Ω，質(zhì)量m=1kg?，F(xiàn)在線框上作用一水平恒力F，使線框從靜止開始向右進(jìn)入磁場中，已知恒力F的大小為10N，線框與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，整個線框完全進(jìn)入磁場前已經(jīng)勻速運動，g=10m/s2。當(dāng)線框剛?cè)窟M(jìn)入磁場開始計時，磁場即以如圖乙所示規(guī)律變化。下列說法正確的是（ ?。?br />
發(fā)布：2024/12/29 23:30:1組卷：146引用：3難度：0.5 -
3．如圖，空間某區(qū)域內(nèi)存在沿水平方向的勻強磁場，一正方形閉合金屬線框自磁場上方某處釋放后穿過磁場，整個過程線框平面始終豎直，線框邊長小于磁場區(qū)域上下寬度。以線框剛進(jìn)入磁場時為計時起點，下列描述線框所受安培力F隨時間t變化關(guān)系的圖中，不正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：231引用：3難度：0.7
相關(guān)試卷