涡流制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式,某研究所用制成的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程.如图所示,模型车的车厢下端安装有电磁铁系统,电磁铁系统能在其下方的水平轨道(间距为L1)中的长为L1、宽为L2的矩形区域内产生匀强磁场,该磁场的磁感应强度大小为B、方向竖直向下.将长大于L1、宽为L2的单匝矩形线圈等间隔铺设在轨道正中央,其间隔也为L2.每个线圈的电阻为R,导线粗细忽略不计.在某次实验中,启动电磁系统开始制动后,电磁铁系统刚好完整滑过了n个线圈.已知模型车的总质量为m,空气阻力不计.求:
1.在电磁铁系统的磁场全部进入任意一个线圈的过程中,通过线圈的电荷量q;
2.在刹车过程中,线圈所产生的总电热Q;
3.电磁铁系统刚进入第k(k < n)个线圈时,线圈中的电功率P.
、
如图所示为某粮仓中由两台皮带传送机组成的传输装置示意图.设备调试时,将倾斜传送机的传送带与水平地面间调成倾角θ=37°,使水平传送机的转动轮边缘以5m/s的线速度沿顺时针方向匀速转动.A、B两端相距L=3m,C、D两端相距较远。现将质量m=10kg的一袋大米无初速的放在A端,它随传送带到大B端后,速度大小不变地传到倾斜传送带的C端,米袋与两传送带之间的动摩擦因数均为μ=0.5,最大静摩擦力大小与滑动摩擦力大小相等(已知g=10m/s2、sin37°=0.6、cos37°=0.8,传送机运动时传送带与转动轮之间无滑动).
1.求米袋从A端运动到B端所用的时间;
2.若倾斜传送带CD不运动,则米袋沿传送带CD所能上滑的最大距离是多少?
3.将倾斜传送带开动使转动轮沿顺时针方向转动时发现,无论转动速度多大,米袋都无法运送到距C端较远的D端,试分析其原因。欲使米袋能运送到D端应怎样调试倾斜的传送带?
如图所示,MN是相距为d 的两平行金属板,O、为两金属板中心处正对的两个小孔,N板的右侧空间有磁感应强度大小均为B且方向相反的两匀强磁场区,图中虚线CD为两磁场的分界线,CD线与N板的距离也为d.在磁场区内适当位置放置一平行磁场方向的薄挡板PQ,并使之与O、连线处于同一平面内.
现将电动势为E的直流电源的正负极按图示接法接到两金属板上,有O点静止释放 的带电粒子(重力不计)经MN板间的电场加速后进入磁场区,最后恰好垂直撞上挡板PQ而停止运动。试求:
1.带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径;
2.带电粒子的电性和比荷 ;
3.带电粒子在电场中运动的时间t1与在磁场中运动的时间t2的比值.
用图中所示的电路测定未知电阻Rx的值,图中电源的电动势E未知,电源内阻r与电流表的内阻RA均可忽略不计,R为电阻箱.
1.要测得Rx的值,R至少需要取几个不同的数值?请用所测得的物理量推导出计算Rx的表达式;
2.若电流表每个分度表示的电流值未知,但指针偏转角度与通过的电流成正比,则在用此电路测RX时,R至少需要取几个不同的数值?请用所测得的物理量推导出计算Rx的表达式;
3.若电源内阻r不可忽略,能否应用此电路测量Rx.
如图所示,水平地面与一半径为的竖直光滑圆弧轨道相接于B点,轨道上的C点位置处于圆心O的正下方.距地面高度为的水平平台边缘上的A点,质量为m的小球以的速度水平飞出,小球在空中运动至B点时,恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道.小球运动过程中空气阻力不计,重力加速度为g ,试求:
1. B点与抛出点A正下方的水平距离x;
2.圆弧BC段所对的圆心角θ;
3.小球滑到C点时,对轨道的压力.
一个小灯泡的额定电压为2.0V。额定电流约为0.5A,选用下列实验器材进行实验,并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线.
A.电源E:电动势为3.0V,内阻不计;
B.电压表V1:量程为0~3V,内阻约为1
C.电压表V2:量程为0~15V,内阻约为4
D.电流表:量程为0~3A,内阻约为0.1;
E.电流表:量程为0~0.6A,内阻约为0.6;
F.滑动变阻器R1:最大阻值为l0Ω,额定电流为0.6A;
G.滑动变阻器R2:最大阻值为l5Ω,额定电流为1.0A;
H.滑动变阻器R3:最大阻值为l50Ω,额定电流为1.0A;
I.开关S,导线若干.
实验得到如下数据(I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压):
I/A |
0.00 |
0.12 |
0.21 |
0.29 |
0.34 |
0.38 |
0.42 |
0.45 |
0.47 |
0.49 |
0.50 |
U/V |
0.00 |
0.20 |
0.40 |
0.60 |
0.80 |
1.00 |
1.20 |
1.40 |
1.60 |
1.80 |
2.00 |
1.实验中电压表应选用 ;电流表应选用 ;滑动变阻器应选用 (请填写选项前对应的字母).
2.请你不要改动已连接导线,在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上.闭合开关前,应使变阻器滑片放在最 (填“左”或“右”)端.
3.在下面坐标中画出小灯泡的曲线.
4.若将本题中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是1.0的电池两端,则小灯泡的实际 功率约为 (保留两位有效数字).