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隨著超導(dǎo)材料性能不斷提高和完善,科學(xué)家們正在積極開展高溫超導(dǎo)應(yīng)用技術(shù)的研究,其中誕生了一個(gè)重要領(lǐng)域的研究應(yīng)用——高溫超導(dǎo)磁懸浮列車技術(shù)。作為革命性的技術(shù)創(chuàng)造,高溫超導(dǎo)磁懸浮列車技術(shù)在我國(guó)已有相關(guān)研究最新進(jìn)展。
圖(甲)是磁懸浮實(shí)驗(yàn)車與軌道示意圖,圖(乙)是固定在車底部金屬框abcd(車廂與金屬框絕緣)與軌道上運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)的示意圖。水平地面上有兩根很長(zhǎng)的平行直導(dǎo)軌PQ和MN,導(dǎo)軌間有豎直(垂直紙面)方向等間距的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2,二者方向相反。車底部金屬框的ad邊寬度與磁場(chǎng)間隔相等,當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2同時(shí)以恒定速度v0沿導(dǎo)軌方向向右運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬框會(huì)受到磁場(chǎng)力,帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)車沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。設(shè)金屬框垂直導(dǎo)軌的ab邊長(zhǎng)L=0.20m、總電阻R=1.6Ω,實(shí)驗(yàn)車與線框的總質(zhì)量m=2.0kg,磁場(chǎng)B1=B2=1.0T,磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)速度v0=10m/s,已知懸浮狀態(tài)下,實(shí)驗(yàn)車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到恒定的阻力f=0.20N。
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(1)設(shè)t=0時(shí)刻,實(shí)驗(yàn)車的速度為零,求金屬框的受到磁場(chǎng)力F的大小和方向;
(2)求實(shí)驗(yàn)車的最大速率vm
(3)實(shí)驗(yàn)車以最大速度做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),為維持實(shí)驗(yàn)車運(yùn)動(dòng),求外界在單位時(shí)間內(nèi)需提供的總能量E。

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/8/8 8:0:9組卷:53引用:1難度:0.2
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  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.如圖所示,水平的平行虛線間距為d,中間有沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)阻值為R的正方形金屬線圈邊長(zhǎng)l<d,線圈質(zhì)量為m,線圈在磁場(chǎng)上方某一高度處由靜止釋放,保持線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,其下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相等,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,則( ?。?

    發(fā)布:2024/10/18 0:0:1組卷:189引用:3難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.如圖所示,足夠長(zhǎng)的傾角θ=37°平行金屬導(dǎo)軌間距L=1m,在水平虛線的上方導(dǎo)軌光滑,且有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1,水平虛線下方導(dǎo)軌粗糙,且有平行于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2,且B1=B2=1T。質(zhì)量均為m=0.1kg,電阻均為R=1Ω的導(dǎo)體棒ab、cd垂直放置在導(dǎo)軌上,開始時(shí)給兩導(dǎo)體棒施加約束力使它們靜止在斜面上,現(xiàn)給ab棒施加沿斜面向上的拉力F,同時(shí)撤去對(duì)兩導(dǎo)體棒的約束力,使ab沿斜面向上以a=1m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),cd棒沿斜面向下運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。已知導(dǎo)軌和cd棒之間的摩擦因數(shù)為0.5,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),g=10m/s2,sin37°=0.6;cos37°=0.8,求:?
    (1)當(dāng)cd棒向下運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到最大時(shí),ab棒此時(shí)受到的拉力大小和速度大??;
    (2)當(dāng)回路中的瞬時(shí)電功率為2W時(shí),在此過程中,通過ab棒橫截面的電量;
    (3)已知當(dāng)cd棒速度最大時(shí),拉力F做功0.3J,求ab棒上產(chǎn)生的焦耳熱。

    發(fā)布:2024/10/18 0:0:1組卷:94引用:3難度:0.3
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.如圖所示,平行光滑金屬導(dǎo)軌M1N1和M2N2與水平面的夾角為37°,兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),放置于水平面內(nèi)的n匝圓形金屬線圈半徑為d;導(dǎo)軌M1端和M2端用導(dǎo)線與圓形線圈相連;質(zhì)量為m的金屬棒CD跨接在兩平行導(dǎo)軌上并與兩導(dǎo)軌垂直。兩平行導(dǎo)軌間CD所在區(qū)域有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B0,圓形線圈所在位置有豎直向上的磁場(chǎng),該磁場(chǎng)隨時(shí)間按,B=kt的規(guī)律均勻變化,使CD棒始終保持靜止。若金屬棒CD電阻為R,金屬圓形線圈電阻為r,其余電阻不計(jì),取sin37°=0.6,重力加速度為g。求:
    (1)CD中電流的大小和方向;
    (2)CD棒的質(zhì)量。

    發(fā)布:2024/10/17 0:0:1組卷:21引用:1難度:0.5
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