磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具.它的驱动系统简化为如下模型.固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框,电阻为R,金属框置于xOy平面内,长边MN为l平行于y轴,宽为d的NP边平行于x轴,如图l所示。列车轨道沿Ox方向,轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度B沿O x方向按正弦规律分布,其空间周期为λ,最大值为B0,如图2所示,金属框同一长边上各处的磁感应强度相同,整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移。设在短暂时间内,MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时问的变化可以忽略,并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶,某时刻速度为v(<v0)。
(1)叙述列车运行中获得驱动力的原理;
(2)列车获得最大驱动力,写出MN、PQ边应处于磁场中的什么位置及λ与d之间应满足
的关系式;
(3)计算在满足第(2)问的条件下列车速度为v时驱动力的大小。
一列横波上有相距4m的A、B两点,波的传播方向是由A向B,波长大于2m,如图所示的是A、B两质点的振动图象,求这列波可能的波速.
如图所示,实线是某时刻的波形图线,虚线是0.2 s后的波形图线.
若波向左传播,求它传播的最小距离;
若波向右传播,求它的最大周期;
若波速是35 cm/s,求波的传播方向.
如图,原长分别为L1和L2,劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直地悬挂在天花板上,两弹簧之间有一质量为m1的物体,最下端挂着质量为m2的另一物体,整个装置处于静止状态。现用一个质量为m的平板把下面的物体竖直地缓慢地向上托起,直到两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和,这时托起平板竖直向上的力是多少?
喷雾器内有10
水,上部封闭有1
的空气2
。关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入1
的空气3
(设外界环境温度一定,空气可看作理想气体)。
(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时,求气体压强,并从微观上解释气体压强变化的原因。
(2)打开喷雾阀门,喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀,此过程气体是吸热还是放热?简要说明理由。
磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是平静海面上某实验船的示意图,磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道)组成。
如图2所示,通道尺寸、
、
。工作时,在通道内沿z轴正方向加
的匀强磁场;沿x轴负方向加匀强电场,使两金属板间的电压
;海水沿y轴方向流过通道。已知海水的电阻率
船静止时,求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向;
船以
的速度匀速前进。若以船为参照物,海水以
的速率涌入进水口,由于通道的截面积小于进水口的截面积,在通道内海水速率增加到
。求此时两金属板间的感应电动势U感;
船行驶时,通道中海水两侧的电压按
U感计算,海水受到电磁力的80%可以转化为对船的推力。当船以
的速度匀速前进时,求海水推力的功率。