题目列表(包括答案和解析)
磁悬浮列车是一种高速运载工具,它是经典电磁学与现代超导技术相结合的产物.磁悬浮列车具有两个重要系统.一是悬浮系统,利用磁力?可由超导电磁铁提供?使车体在导轨上悬浮起来与轨道脱离接触.另一是驱动系统,就是在沿轨道安装的绕组?线圈?中,通上励磁电流,产生随空间作周期性变化、运动的磁场,磁场与固定在车体下部的感应金属框相互作用,使车体获得牵引力.
为了有助于了解磁悬浮列车的牵引力的来由,我们给出如下的简化模型,图?甲?是实验车与轨道示意图,图?乙?是固定在车底部金属框与轨道上运动磁场的示意图.水平地面上有两根很长的平行直导轨,导轨间有竖直?垂直纸面?方向等距离间隔的匀强磁场B1和B2,二者方向相反.车底部金属框的宽度与磁场间隔相等,当匀强磁场B1和B2同时以恒定速度v0沿导轨方向向右运动时,金属框也会受到向右的磁场力,带动实验车沿导轨运动.
设金属框垂直导轨的边长L=0.20 m、总电阻R=1.6 W ,实验车与线框的总质量m=2.0 kg,磁场B1=B2=B=1.0 T,磁场运动速度v0=10 m/s.回答下列问题:
(1)设t=0时刻,实验车的速度为零,求金属框受到的磁场力的大小和方向;
(2)已知磁悬浮状态下,实验车运动时受到恒定的阻力f1=0.20 N,求实验车的最大速率vm;
(3)实验车A与另一辆磁悬浮正常、质量相等但没有驱动装置的磁悬浮实验车P挂接,设A与P挂接后共同运动所受阻力f2=0.50 N.A与P挂接并经过足够长时间后的某时刻,撤去驱动系统磁场,设A和P所受阻力保持不变,求撤去磁场后A和P还能滑行多远?
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图16
(1)设圆盘不转动,细光束通过b照射到R2上,求电子到达屏S上时,它离O点的距离y(计算结果保留两位有效数字);
(2)设转盘按图16中箭头方向匀速转动,每3 s转一圈.取光束照在a、b分界处时t=0,试在图17给出的坐标纸上,画出电子到达屏S上时,它离O点的距离y随时间t的变化图线(0-6 s间).(要求在y轴上标出图线最高点与最低点的值,不要求写出计算过程,只按画出的图线评分)
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图17
下图中
B为电源,电动势ε=27 V,内阻不计.固定电阻R1=500 Ω,R2为光敏电阻.C为平行板电容器,虚线到两极板距离相等,极板长l1=8.0×10-2 m,两极板的间距d=1.0×10-2 m.S为屏,与极板垂直,到极板的距离l2=0.16 m.P为一圆盘,由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b和c构成,它可绕(1)设圆盘不转动,细光束通过b照射到R2上,求电子到达屏S上时,它离O点的距离y.(计算结果保留二位有效数字).
(2)设转盘按上图中箭头方向匀速转动,每3秒转一圈.取光束照在a、b分界处时t=0,试在下图给出的坐标纸上,画出电子到达屏S上时,它离O点的距离y随时间t的变化图线(0-6 s间).要求在y轴上标出图线最高点与最低点的值.(不要求写出计算过程,只按画出的图线评分.)
图1中B为电源,电动势ε=27 V,内阻不计.固定电阻R1=500 Ω,R2为光敏电阻.C为平行板电容器,虚线到两极板距离相等,极板长l1=8.0×10-2 m,两极板的间距d=1.0×10-2 m.S为屏,与极板垂直,到极板的距离l2=0.16 m.P为一圆盘,由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b和c构成,它可绕A
轴转动.当细光束通过扇形a、b、c照射光敏电阻R2时,R2的阻值分别为1000 Ω、2000 Ω、4500 Ω.有一细电子束沿图中虚线以速度v0=8.0×105 m/s连续不断地射入C.已知电子电量e=1.6×10-13 C,电子,电子质量m=9×10-31 kg.忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力.假设照在R2上的光强发生变化时R2阻值立即有相应的改变.
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(1)设圆盘不转动,细光束通过b照射到R2上,求电子到达屏S上时,它离O点的距离y.(计算结果保留二位有效数字).
(2)设转盘按图1中箭头方向匀速转动,每3秒转一圈.取光束照在a、b分界处时t=0,试在图2给出的坐标纸上,画出电子到达屏S上时,它离O点的距离y随时间t的变化图线(0-6 s间).要求在y轴上标出图线最高点与最低点的值.(不要求写出计算过程,只按画出的图线评分.)
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