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如图所示是一种磁动力电梯的模拟机,即在竖直平面内有两根很长的平行竖直轨道,轨道间...

如图所示是一种磁动力电梯的模拟机,即在竖直平面内有两根很长的平行竖直轨道,轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2,且B1和B2的方向相反,B1=B2=1T,电梯桥厢固定在如图所示的一个用超导材料制成的金属框abcd内(电梯桥厢在图中未画出),并且与之绝缘.电梯载人时的总质量为m=5×103kg,所受阻力大小为Ff=500N,金属框垂直轨道的边长为Lcd=2m,两磁场的宽度均与金属框的边长Lac相同,金属框整个回路的电阻为R=1.0×10-3Ω,问:
(1)假如两磁场始终竖直向上做匀速运动.设计要求电梯以v1=10m/s的速度向上匀速运动,那么,磁场向上运动的速度v应该为多大?
(2)假如t=0时两磁场由静止开始向上做匀加速运动,加速度大小为a=1.5m/s2,电梯可近似认为过一小段时间后也由静止开始向上做匀加速运动,t=5s末电梯的速度多大?电梯运动的时间内金属框中消耗的电功率多大?从电梯开始运动到t=5s末时间内外界提供给系统的总能量为多大?

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(1)电梯受三个力作用:重力,阻力,安培力,要想匀速运动则要求安培力要克服重力和阻力.据此可以求的磁场速度 (2)①由磁场的运动可以求得安培力,进而由牛顿第二定律求恶的电梯的加速度,之后可得5s末的速度. ②由磁场速度减电梯速度可以得到金属矿相对磁场的速度,进而可以求的金属框中的电流,然后可以求的功率. ③由能量守恒可知外界提供的能量应为:电梯动能增加,重力势能增加,克服阻力的功,以及产生的电热等四者之和. 【解析】 (1)电梯向上匀速运动时,框中感应电流大小为 金属框所受安培力F=2B1ILcd 安培力大小与重力和阻力之和相等,所以F=mg+Ff 即 得:v=13.2m/s (2)电梯向上匀加速运动时,金属框中感应电流大小为  金属框所受安培力F=2B1ILcd 由牛顿定律得:F-mg-Ff=ma  即       解得:v1=3.9m/s 金属框中感应电流为:I==1.44×104A A金属框中的电功率为:P1=I2R=2.07×105W 电梯上升高度为: 上升时间为: 外界提供的总能量为E=mgh+Ffh+mv12+P1t′=8.3×105J 答: (1)v=13.2m/s (2)5s末速度为:3.9m/s 金属框中的电功率为:2.07×105W 外界提供的总能量为:8.3×105J
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考点分析:
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如图所示,ABCD是一个T型支架,AC与BD垂直,且AB=BC.已知整个支架的质量为M=9kg,重心在BD上离D点为l=0.4m的O点处,BD长为d=0.6m,支架可绕位于水平地面上且过D点的水平轴无摩擦地转动,AC为一斜面,与水平地面间的夹角为θ=37°,C处搁在地面上,现有两个质量均为m=2kg的小滑块由位于C处的弹射器(图中未画出)以v=6m/s的初速度沿斜面相继弹出而滑上AC斜面,两个滑块弹出的时间差为△t=0.1s,小滑块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5.求:
(1)小滑块沿斜面向上滑的加速度大小;
(2)第二个滑块弹出多少时间时支架将翻转.

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(1)小球静止起从杆的最高点A滑到最低点B时的速度大小v1
(2)若杆与竖直方向的夹角换成不同的值,小球滑到B时的速度也会不同,为使小球滑到杆的B端时的速度最大,某同学认为应使杆沿竖直方向放置,因为这样重力做的功最多.你认为是否正确,若认为是正确的,请求出此最大速度v2,若认为不正确,请说明理由并求出此时杆与竖直方向的夹角及此最大速度v2

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如图所示,开口处有卡口、内截面积为S的圆柱形气缸开口向上竖直放置在水平面上,缸内总体积为V,大气压强为p,一厚度不计、质量为m的活塞(m=0.2pS/g)封住一定量的理想气体,温度为T时缸内气体体积为0.8V,先在活塞上缓慢放上质量为2m的砂子,然后将缸内气体温度升高到2T,求:
(1)初始时缸内气体的压强;
(2)最后缸内气体的压强;
(3)在右图中画出气体状态变化的p-V图象.

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麦克劳真空计是一种测量极稀薄气体压强的仪器,其基本部分是一个玻璃连通器,其上端玻璃管A与盛有待测气体的容器连接,其下端D经过橡皮软管与水银容器R相通,如图所示,图中K1、K2是互相平行的竖直毛细管,它们的内直径皆为d,K1顶端封闭,在玻璃泡B与管C相通处刻有标记m,测量时,先降低R使水银面低于m,如图甲所示,然后逐渐提升R,直到K2中水银面与K1顶端等高,这时K1中水银面比顶端低h,如图乙所示,待测容器较大,水银面升降不影响其中的压强,测量过程中温度保持不变,已知B(m以上)的容积为V,K1的容积远小于V,水银密度为,
(1)试导出上述过程中计算待测压强p的表达式,
(2)(多选题)为了减少实验误差,提高测量的准确性,可采取的措施有______
(A)适当增大B的容积为V            (B)适当增大K1、K2的长度L
(C)适当减少K1、K2的直径d         (D)适当减少R中的水银
(3)本实验中,如果大气压强发生变化______(填“会”或“不会”)影响极稀薄气体压强的测量值.

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现有一种特殊的电池,它的电动势E恒定,内阻r较大.为了测定这个电池的电动势和内电阻,某同学利用如图甲所示的电路进行实验,图中电压表的内阻很大,对电路的影响可不考虑,R为电阻箱,改变电阻箱的阻值,记录电压表示数,得到如图乙所示图线.
(1)图线中斜率的物理意义是______,截距的物理意义是______.由斜率与截距可以求得E=______V,r=______Ω.
(2)若实验中电压表内阻的影响不能忽略,则由上述图线求得的电动势将比真实值______(填“偏大”、“不变”或“偏小”)求得的内阻将比真实值______(填“偏大”、“不变”或“偏小”),并简要说明理由(写出必要的计算式):______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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