【題目】火箭的回收利用可有效削減太空飛行成本，其中有一技術(shù)難題是回收時(shí)如何減緩對(duì)地的碰撞，為此設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)了電磁和摩擦混合緩沖裝置。電磁緩沖是在返回火箭的底盤安裝了4臺(tái)電磁緩沖裝置，其工作原理是利用電磁阻尼減緩火箭對(duì)地的沖擊力。電磁阻尼可以借助如下模型討論：如圖所示為該電磁緩沖的結(jié)構(gòu)示意圖，其主要部件為4組緩沖滑塊K和1個(gè)質(zhì)量為m的緩沖箭體。在緩沖裝置的底板上，沿豎直方向固定著兩條絕緣導(dǎo)軌PQ、MN。緩沖裝置的底部，安裝電磁鐵（圖中未畫出），能產(chǎn)生垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)軌內(nèi)的緩沖滑塊K由高強(qiáng)度絕緣材料制成，滑塊K上繞有閉合矩形線圈abcd，線圈的總電阻為R，匝數(shù)為n，ab邊長(zhǎng)為L。假設(shè)緩沖車以速度v0與地面碰撞后，滑塊K立即停下，此后線圈與軌道的磁場(chǎng)作用力和滑塊與導(dǎo)軌間的摩擦力使火箭減速，從而實(shí)現(xiàn)緩沖，已知每個(gè)滑塊與導(dǎo)軌間的總滑動(dòng)摩擦力為箭體重力的倍，地球表面的重力加速度為g。

(1)求每個(gè)線圈受到的安培力的最大值及方向；

(2)滑塊K觸地后，若箭體向下移動(dòng)距離H后速度減為0，則此過程中每個(gè)緩沖線圈abcd中通過的電荷量和產(chǎn)生的焦耳熱各是多少？

【答案】(1) ，方向垂直地面向下；(2) ，

【解析】

(1)剛落地瞬間，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，安培力最大，此時(shí)

安培力

整理得

方向垂直地面向下

(2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律

整理可得，通過線圈abcd的電荷量

由于克服安培力做功等于產(chǎn)生的焦耳熱，根據(jù)動(dòng)能定理

整理得，每個(gè)線圈產(chǎn)生的焦耳熱

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】現(xiàn)測(cè)定長(zhǎng)金屬絲的電阻率。

(1)某次用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑的結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)是________mm；

(2)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路，盡量準(zhǔn)確地測(cè)量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電阻Rx約為100Ω，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖_______，并標(biāo)明器材代號(hào)；

電源E（電動(dòng)勢(shì)10V，內(nèi)阻約為10Ω）

電流表A1（量程0～250mA，內(nèi)阻R1＝5Ω）

電流表A2（量程0～300mA，內(nèi)阻約為5Ω）

滑動(dòng)變阻器R（最大阻值10Ω，額定電流2A）

開關(guān)S及導(dǎo)線若干

(3)某同學(xué)設(shè)計(jì)方案正確，測(cè)量得到電流表A1的讀數(shù)為I1，電流表A2的讀數(shù)為I2，則這段金屬絲電阻的計(jì)算式Rx＝________。從設(shè)計(jì)原理看，其測(cè)量值與真實(shí)值相比________（填偏大偏小或相等）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】袋鼠跳是一項(xiàng)很有趣的運(yùn)動(dòng)。如圖所示，一位質(zhì)量m＝60kg的老師參加袋鼠跳游戲，全程10m，假設(shè)該老師從起點(diǎn)到終點(diǎn)用了相同的10跳，每一次跳起后，重心上升最大高度為h＝0.2m。忽略空氣阻力，下列說法正確的是（　　）

A. 該老師起跳時(shí)，地面對(duì)該老師做正功

B. 該老師每跳躍一次克服重力做功的功率約為300W

C. 該老師從起點(diǎn)到終點(diǎn)的時(shí)間可能是7s

D. 該老師從起點(diǎn)到終點(diǎn)的時(shí)間可能是4s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】心臟除顫器是通過一個(gè)充電的電容器對(duì)心顫患者皮膚上的兩個(gè)電極板放電，讓一部分電荷通過心臟，使心臟完全停止跳動(dòng)，再刺激心顫患者的心臟恢復(fù)正常跳動(dòng)。如圖是一次心臟除顫器的模擬治療，該心臟除顫器的電容器電容為，充電至9.0kV電壓，如果電容器在2.0ms時(shí)間內(nèi)完成放電，放電結(jié)束時(shí)電容器兩極板間的電勢(shì)差減為0。下列說法正確的是（　�。�

A.若充電至4.5kV，則該電容器的電容為

B.充電至9.0kV時(shí)，該電容器所帶電荷量是0.27C

C.這次放電有0.135C的電荷量通過人體組織

D.這次放電過程中通過人體組織的電流恒為67.5A

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】硅光電池已廣泛應(yīng)用于人造衛(wèi)星和燈塔、高速公路“電子眼”等設(shè)施．其原理如圖所示，a、b是硅光電池的兩個(gè)電極，P、N 是兩塊硅半導(dǎo)體，P、N 可在E區(qū)形成勻強(qiáng)電場(chǎng)．P的上表面鍍有一層膜，當(dāng)光照射時(shí)，P內(nèi)產(chǎn)生的自由電子經(jīng)E區(qū)電場(chǎng)加速后到達(dá)半導(dǎo)體N，從而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)．以下說法中不正確的是（　�。�

A. a電極為電池的正極

B. 電源內(nèi)部的電流方向由P指向N

C. E區(qū)勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向由N指向P

D. 硅光電池是一種光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖象，該質(zhì)點(diǎn)在前4 s 內(nèi)向東運(yùn)動(dòng)，則該質(zhì)點(diǎn)(　　)

A. 在8～10 s內(nèi)始終向東運(yùn)動(dòng)

B. 在前8 s內(nèi)的加速度大小不變，方向始終向西

C. 在前8 s內(nèi)的合外力先減小后增大

D. 在4～12 s內(nèi)的位移大小為24 m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2010 年命名為“格利澤 581g”的太陽系外行星引起了人們廣泛關(guān)注，由于該行星的溫度可維持表面存在液態(tài)水，科學(xué)家推測(cè)這或?qū)⒊蔀榈谝活w被發(fā)現(xiàn)的類似地球世界，遺憾的是一直到 2019 年科學(xué)家對(duì)該行星的研究仍未有突破性的進(jìn)展。這顆行星距離地球約 20 億光年(189.21 萬億公里)，公轉(zhuǎn)周期約為 37 年，半徑大約是地球的 2 倍，重力加速度與地球相近。則下列說法正確的是

A.飛船在 Gliese581g 表面附近運(yùn)行時(shí)的速度小于 7.9km/s

B.該行星的平均密度約是地球平均密度的

C.該行星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的 8 倍

D.在地球上發(fā)射航天器前往“格利澤 581g”，其發(fā)射速度不能超過 11.2km/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，為等邊三角形，電荷量為的帶負(fù)電點(diǎn)電荷固定在A點(diǎn)。先將一電荷量為+q的帶正電點(diǎn)電荷從無窮遠(yuǎn)處（電勢(shì)為0）移到C點(diǎn)并固定，此過程中，電場(chǎng)力做功為，再將一電荷量為的帶負(fù)電點(diǎn)電荷從無窮遠(yuǎn)處移到B點(diǎn)。下列說法正確的是

A.移入之前，C點(diǎn)的電勢(shì)為

B.從無窮遠(yuǎn)處移到點(diǎn)的過程中，所受電場(chǎng)力做的功為

C.移到點(diǎn)后的電勢(shì)能為

D.移到點(diǎn)后，的電勢(shì)能為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一幼兒園小朋友在水平桌面上將三個(gè)形狀不規(guī)則的石塊成功疊放在一起，受到老師的表揚(yáng)。下列說法正確的是（ ）

A.石塊b對(duì)a的支持力與a受到的重力是一對(duì)相互作用力

B.石塊b對(duì)a的支持力一定等于a受到的重力

C.石決c受到水平桌面向左的摩擦力

D.右塊c對(duì)b的作用力一定豎直向上

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