游客
题文

电磁阻尼制动是一种利用电磁感应原理工作的新型制动方式,它的基本原理如图甲所示。水平面上固定一块铝板,当一竖直方向的条形磁铁在铝板上方几毫米高度上水平经过时,铝板内感应出的电流会对磁铁的运动产生阻碍作用。电磁阻尼制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式,某研究所制成如图乙所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的制动过程。车厢下端安装有电磁铁系统,能在长为L1=0.6m,宽L2=0.2m的矩形区域内产生竖直方向的匀强磁场,磁感应强度可随车速的减小而自动增大(由车内速度传感器控制),但最大不超过B1=2T,将铝板简化为长大于L1,宽也为L2的单匝矩形线圈,间隔铺设在轨道正中央,其间隔也为L2,每个线圈的电阻为R1=0.1Ω,导线粗细忽略不计。在某次实验中,模型车速度为v0=20m/s时,启动电磁铁系统开始制动,车立即以加速度a1=2m/s2做匀减速直线运动,当磁感应强度增加到B1时就保持不变,直到模型车停止运动。已知模型车的总质量为m1=36kg,空气阻力不计。不考虑磁感应强度的变化引起的电磁感应现象以及线圈激发的磁场对电磁铁产生磁场的影响。

(1)电磁铁的磁感应强度达到最大时,模型车的速度v1为多大?
(2)模型车的制动距离为多大?
(3)某同学受到上述装置的启发,设计了进一步提高制动效果的方案如下,将电磁铁换成多个并在一起的永磁铁组,两个相邻的磁铁磁极的极性相反,且将线圈改为连续铺放,相邻线圈接触紧密但彼此绝缘,如图丙所示,若永磁铁激发的磁感应强度恒定为B2,模型车质量m1及开始减速的初速度v0均不变,试通过必要的公式分析这种设计在提高制动能力上的合理性。

科目 物理   题型 计算题   难度 较难
知识点: 动量定理 日光灯镇流器的作用和原理
登录免费查看答案和解析
相关试题

一物块在粗糙水平面上,受到的水平拉力F随时间t变化如图(a)所示,速度v随时间t变化如图(b)所示(g=10m/s2).求:

(1)1秒末物块所受摩擦力f的大小
(2)物块质量m
(3)物块与水平面间的动摩擦因数μ

如图所示,有一内表面光滑的金属盒,底面长为L=1.2m,质量为m1=1kg,放在水平面上,与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,在盒内最右端放一半径为r=0.1m的光滑金属球,质量为m2=1kg,现在盒的左端,给盒一个初速度v=3m/s(盒壁厚度,球与盒发生碰撞的时间和能量损失均忽略不计,g取10m/s2)求:

(1)金属盒从开始运动到与球第一次碰撞速度时的速度v1
(2)金属盒从开始运动到最后静止所经历的时间?

在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距4 m的A、B两点, 如图(甲)、(乙)分别是A、B两质点的振动图像,已知该波波长大于2 m ,求这列波可能的波速.

在如图所示的竖直平面内,有一固定在水平地面的光滑平台。平台右端B与静止的水平传送带平滑相接,传送带长L=3m.有一个质量为m=0.5kg,带电量为q=+10-3C的滑块,放在水平平台上。平台上有一根轻质弹簧左端固定,右端与滑块接触但不连接。现用滑块缓慢向左移动压缩弹簧,且弹簧始终在弹性限度内。在弹簧处于压缩状态时,若将滑块静止释放,滑块最后恰能到达传送带右端C点。已知滑块与传送带间的动摩擦因数为μ="0.20" (g取10m/s2)求:

(1)滑块到达B点时的速度vB,及弹簧储存的最大弹性势能EP
(2)若传送带以1.5m/s的速度沿顺时针方向匀速转动,释放滑块的同时,在BC之间加水平向右的匀强电场E=5×102N/C。滑块从B运动到C的过程中,摩擦力对它做的功。
(3)若两轮半径均为r=0.4 m,传送带顺时针匀速转动的角速度为ω0时,撤去弹簧及所加电场,让滑块从B点以4m/s速度滑上传送带,恰好能由C点水平飞出传送带.求ω0的大小以及这一过程中滑块与传送带间产生的内能.

如图所示,电源电动势为E,内阻r=2Ω,定值电阻R2=40Ω,右端连接间距d=0.04m、板长L=10cm的两水平放置的平行金属板,板间电场视为匀强电场。闭合开关,将质量为m=1.6×10-6kg、带电量q=3.2×10-8C的微粒以初速度v0=0.5m/s沿两板中线水平射入板间。当滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω时,微粒恰好沿中线匀速运动,通过电动机的电流为0.5A。已知电动机内阻R1=2Ω,取g=10m/s2。试问:

(1)电源电动势为E多大?
(2)在上述条件下,电动机的输出功率和电源的输出功率?
(3)为使微粒不打在金属板上,R2两端的电压应满足什么条件?

Copyright ©2020-2025 优题课 youtike.com 版权所有

粤ICP备20024846号