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某种超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起,同时通过周期性地变换...

某种超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起,同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力。其推进原理可以简化为如图所示的模型:在水平面上相距b的两根平行直导轨间,有竖直方向等距离分布的方向相反的匀强磁场B1和B2,且B1=B2=B,每个磁场分布区间的长都是a,相间排列,所有这些磁场都以速度v向右匀速平动.这时跨在两导轨间的长为a宽为b的金属框MNQP(悬浮在导轨正上方)在磁场力作用下也将会向右运动.设金属框的总电阻为R,运动中所受到的阻力恒为f,求(1)列车在运动过程中金属框产生的最大电流(2)列车能达到的最大速度(3)在(2)情况下每秒钟磁场提供的总能量

 

 

(1)列车起动时金属框产生的电流最大,设为                                                 (2分) (3)由能的转化和守恒,磁场提供的能量一部分转化为电路中的电能进一步转变为回路的焦耳热,另一部分克服阻力f做功,单位时间内有     焦耳热为     最大速度匀速运动时,磁场力等于阻力 ,      可不阻力做功的功率为 解得                            【解析】略
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考点分析:
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如图所示,导体棒ab质量为0.10kg,用绝缘细线悬挂后,恰好与宽度为50cm的光滑水平导轨良好接触,导轨上还放有质量为0.20kg的另一导体棒cd,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。将ab棒向右拉起0.80m高,无初速释放,当ab棒第一次经过平衡位置向左摆起的瞬间,cd棒获得的速度是0.50m/s。在ab棒第一次经过平衡位置的过程中,通过cd棒的电荷量为1C。空气阻力不计,重力加速度g取10m/s2,求:(1)ab棒向左摆起的最大高度;(2)匀强磁场的磁感应强度;(3)此过程中回路产生的焦耳热

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如图(甲)为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=100、电阻r=10 W,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90 Ω,与R并联的交流电压表为理想电表。 在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量F随时间t按图(乙)所示正弦规律变化。求(1)交流发电机产生的电动势的最大值(2)电路中交流电压表的示数

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如图所示,有一台内阻为1.0Ω的发电机,通过的匝数比为1:4的升压变压器和匝数比为4:1的降压变压器向用户供电,输电线的总电阻为4.0Ω,用户共有“220V40W”的灯泡132盏,要保证他们都能正常发光,求发电机的输出功率和电动势应该各为多大?

 

 

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如图甲,平行导轨MN、PQ水平放置,电阻不计.两导轨间距d =10cm,导体棒ab、cd放在导轨上,并与导轨垂直.每根棒在导轨间的部分,电阻均为R = 1.0Ω.用长为L = 20cm的绝缘丝线将两棒系住.整个装置处在匀强磁场中.t=0的时刻,磁场方向竖直向下,丝线刚好处于未被拉伸的自然状态.此后,磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示.不计感应电流磁场的影响.整个过程丝线未被拉断.求(1)0~2.0s的时间内,电路中感应电流的大小及方向(2)t = 1.0 s 的时刻丝线的拉力大小

  

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如图所示,在绝缘光滑水平面上,有一个边长为L的单匝正方形线框abcd,在外力的作用下以恒定的速率v进入磁感应强度为B的有界匀强磁场区域。在被拉入的过程中线框平面与磁场方向垂直,线框的ab边平行于磁场的边界,外力方向在线框平面内且与ab边垂直。已知线框的四个边的电阻值相等均为R。求(1)在ab边刚进入磁场区域时,线框内的电流大小(2)在ab边刚进入磁场区域时,ab两端的电压(3)在线框被拉入磁场的整个过程中,线框产生的热量

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