題目列表(包括答案和解析)
如下圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T,并指向x軸正方向,若ab=40cm,bc=30cm,ac=50cm,試求通過(guò)面積S1(abcd)、S2(bfec)和S3(aefd)的磁通量分別是_______Wb,_______Wb,________Wb.
磁流體推進(jìn)船的動(dòng)力來(lái)源于電流與磁場(chǎng)間的相互作用。圖1是在平靜海面上某實(shí)驗(yàn)船的示意圖,磁流體推進(jìn)器由磁體、電極和矩形通道(簡(jiǎn)稱(chēng)通道)組成。如圖2 所示,通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m。工作時(shí),在通道內(nèi)沿z 軸正方向加B=8.0T的勻張磁場(chǎng):沿x 軸負(fù)方向加勻強(qiáng)電場(chǎng),使兩金屬板間的電壓U=99.6v;海水沿y 軸方向流過(guò)通道。己知海水的電陽(yáng)率p = 020?m 。
(1)船靜止時(shí),求電源接通瞬間推進(jìn)器對(duì)海水推力的大小和方向;
(2)般以 的速度勻速前進(jìn)。若以船為參照物,海水以5.0m/s的速度涌入進(jìn)口水,由于通逆的截而積小于進(jìn)水口的截而積,在通道內(nèi)海水速度增加到= 8.Om/s。求此時(shí)兩金屬板間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);
(3)行駛時(shí).通道中海水兩側(cè)的電壓按計(jì)算.海水受到電磁力的80%以轉(zhuǎn)化為對(duì)船的推力。當(dāng)般以 的速度勻速前進(jìn)時(shí),求海水推力的功率。
(12分)如圖所示,MM′,NN′為相距L=30cm的光滑平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌左端接有定值電阻R=0.1Ω,金屬導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放在導(dǎo)軌上,金屬棒的電阻R0=0.3Ω,導(dǎo)體棒可貼著導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng),導(dǎo)軌電阻不計(jì)。導(dǎo)軌右端接一水平放置的平行板電容器,兩水平金屬板間的距離為d=27cm,整個(gè)裝置都放在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)ab以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),一帶電微粒剛好能以速率v在平行金屬板間作半徑為r=m的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。(g=10m/s2)求:
(l)為使帶電微粒做上述要求的運(yùn)動(dòng),v應(yīng)為多少?
(2)若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T,則此時(shí)作用在ab棒上的水平拉力應(yīng)為多少?
(06年北京卷)(20分)磁流體推進(jìn)船的動(dòng)力來(lái)源于電流與磁場(chǎng)間的相互作用。圖1是平靜海面上某實(shí)驗(yàn)船的示意圖,磁流體推進(jìn)器由磁體、電極和矩形通道(簡(jiǎn)稱(chēng)通道)組成。
如圖2所示,通道尺寸a=2.0m,b=0.15m、c=0.10m。工作時(shí),在通道內(nèi)沿z軸正方向加B=8.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng);沿x軸正方向加勻強(qiáng)電場(chǎng),使兩金屬板間的電壓U=99.6V;海水沿y軸正方向流過(guò)通道。已知海水的電阻率ρ=0.22Ω?m。
(1)船靜止時(shí),求電源接通瞬間推進(jìn)器對(duì)海水推力的大小和方向;
(2)船以vs=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)。若以船為參照物,海水以5.0m/s的速率涌入進(jìn)水口由于通道的截面積小球進(jìn)水口的截面積,在通道內(nèi)海水速率增加到vd=8.0m/s。求此時(shí)兩金屬板間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)U。
(3)船行駛時(shí),通道中海水兩側(cè)的電壓U/=U-U計(jì)算,海水受到電磁力的80%可以轉(zhuǎn)化為對(duì)船的推力。當(dāng)船以vs=5.0m/s的船速度勻速前進(jìn)時(shí),求海水推力的功率。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
D
AB
C
AD
ABD
C
BC
C
C
A
BD
D
13. 偏向正極 S極 向上 順時(shí)針
14.(1)B (2)豎直位移 X增益
15解:(1)t1=3s、t2=5s時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為:
B1=0.35T、B2=0.2T, (2分)
則這兩個(gè)時(shí)刻的磁通量分別為
Φ1= B1?S磁場(chǎng)=0.35×200×10-4=7.0×10-3Wb, (2分)
Φ2= B2?S磁場(chǎng)=0.2×200×10-4=4.0×10-3Wb。 (2分)
(2)在0~4s內(nèi),a點(diǎn)電勢(shì)最低,且為負(fù)值,
φa=-U2=4E1/5=-1.6 V (2分)
在4~6s內(nèi),a點(diǎn)電勢(shì)最高,且為正值,
φa=U2' =4E2/5= 6.4 V (2分)
16. 解:(1)圖略 (3分)
(2)設(shè)輸電線(xiàn)的電流I,則根據(jù)P損=線(xiàn)解得I=
升壓變壓器次級(jí)電壓V
升壓變壓器原副線(xiàn)圈匝數(shù)比 (2分)
降壓變壓器初級(jí)電壓線(xiàn)=5000-20×10=4800V
降壓變壓器原副線(xiàn)圈匝數(shù)化 (2分)
(3) (2分)
n=900盞 (1分)
17.解:(1)由E=BLv, (1分)
I=E/R, (1分)
F安=BIL, (1分)
F-F安=ma, (1分)
聯(lián)立解得: (1分)
(2)當(dāng)a=0時(shí)速度最大,故 (3分)
撤去F后,導(dǎo)體棒的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為熱量 (2分)
18.解析:
(1)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)和ab邊剛出磁場(chǎng)時(shí),由牛頓第二定律可得
, (3分)
解得 (1分)
(2)設(shè)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線(xiàn)框的速度大小為,考察從cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到ab邊剛出磁場(chǎng)的過(guò)程,由動(dòng)能定理可得
(3分)
解得 (1分)
(3)線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,由能量守恒可得
(3分)
解得 (1分)
19.解答:
(1)當(dāng)ab以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):
E=BLv (1分)
回路abNM產(chǎn)生的感應(yīng)電流為: (1分)
則ab兩端的電壓(AB兩板間電勢(shì)差) (2分)
對(duì)帶電粒子:要使粒子在A(yíng)B板間作勻速圓周運(yùn)動(dòng),重力和電場(chǎng)力平衡,有 (2分)
洛侖茲力提供向心力, (2分)
聯(lián)立以上五式解得:. (1分)
(2)對(duì)于導(dǎo)體棒,做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),拉力F等于安培力大小.
即: (3分)
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