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2023年天津市南開中學(xué)高考物理模擬試卷(五)
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試題詳情
有人設(shè)計(jì)了可變阻尼的電磁輔助減震系統(tǒng),由三部分組成。下部分是電磁偵測(cè)系統(tǒng):一部分是可變電磁阻尼系統(tǒng),吸收振動(dòng)時(shí)的動(dòng)能:控制系統(tǒng)接收偵測(cè)系統(tǒng)的信號(hào),改變阻尼磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。系統(tǒng)如圖(1)所示,偵測(cè)線框、阻尼線圈固定在汽車底盤上,偵測(cè)系統(tǒng)磁體、減震系統(tǒng)磁體固定在車軸上,車軸與底盤通過一減震彈簧相連。偵測(cè)系統(tǒng)磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng),B
1
=0.01T,長(zhǎng)方形線框?qū)抎=0.05m,整個(gè)回路的電阻R
1
=0.1Ω,運(yùn)動(dòng)過程中,線框的下邊不會(huì)離開磁場(chǎng),上邊不會(huì)進(jìn)入磁場(chǎng)。阻尼線圈由100個(gè)相互絕緣的獨(dú)立金屬環(huán)組成,這100個(gè)金屬環(huán)均勻固定在長(zhǎng)為0.2m的不導(dǎo)電圓柱體上,減震系.統(tǒng)磁場(chǎng)輻向分布,俯視如圖(2)所示,線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B
2
大小處處相等,大小由控制系統(tǒng)控制。汽車靜止時(shí),阻尼線圈恰好50匝處于磁場(chǎng)中,取此時(shí)偵測(cè)線框所在的位置為原點(diǎn),取向下為正,線框相對(duì)偵測(cè)磁場(chǎng)的位移記為x,B
2
的大小與x的關(guān)系如圖(3)所示。每個(gè)線圈的電阻為R
2
=0.001Ω,周長(zhǎng)L=0.3m。不考慮阻尼線圈之間的電磁感應(yīng),忽略阻尼線圈導(dǎo)體的粗細(xì),設(shè)車軸與底盤總保持平行。
(1)偵測(cè)線框向下運(yùn)動(dòng)時(shí)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針還是逆時(shí)針?
(2)寫出偵測(cè)線框由平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí),偵測(cè)線框流入控制系統(tǒng)的電量q與位移x的大小關(guān)系式:
(3)某次偵測(cè)線框由平衡位置向下運(yùn)動(dòng),流入控制系統(tǒng)的電量q=2.5×10
-4
C,這一過程底盤相對(duì)車軸做v=10m/s的勻速運(yùn)動(dòng),求這一過程阻尼線圈吸收了多少機(jī)械能;
(4)某次偵測(cè)線框由平衡位置向下運(yùn)動(dòng),流入控制系統(tǒng)的電量q=5×10
-4
C,求這一過程中安培力對(duì)阻尼線圈的總沖量。
【考點(diǎn)】
導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
;
法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和表達(dá)式
;
楞次定律及其應(yīng)用
;
閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式
.
【答案】
見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/23 12:26:7
組卷:141
引用:1
難度:0.1
相似題
1.
如圖所示,同一水平面上的兩平行導(dǎo)軌,左端用導(dǎo)線接入阻值為R的電阻,導(dǎo)軌間有一半徑為a的圓形區(qū)域,圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B;在圓形磁場(chǎng)區(qū)域的左側(cè),有一電阻為r的直導(dǎo)體棒PQ,垂直導(dǎo)軌放置且剛好與圓形區(qū)域相切,導(dǎo)體棒PQ的長(zhǎng)度與導(dǎo)軌間距相等,導(dǎo)線和導(dǎo)軌電阻不計(jì)?,F(xiàn)使導(dǎo)體棒PQ沿導(dǎo)軌方向向右以速度v勻速運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒PQ與兩導(dǎo)軌始終接觸良好。求:
(1)導(dǎo)體棒PQ中的電流方向和流過的最大電流;
(2)經(jīng)時(shí)間t導(dǎo)體棒PQ運(yùn)動(dòng)到如圖所示虛線位置時(shí),導(dǎo)體棒PQ受到的安培力。
發(fā)布:2024/10/23 1:0:2
組卷:94
引用:3
難度:0.5
解析
2.
為保證游樂園中過山車的進(jìn)站安全,過山車安裝了磁力剎車裝置。磁性很強(qiáng)的釹磁鐵安裝在軌道上,正方形金屬線框安裝在過山車的底部。過山車返回站臺(tái)前的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化模型如圖所示。線框abcd沿斜面加速下滑后,bc邊以速度v
1
進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,此時(shí)線框開始減速,bc邊出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),線框恰好以速度v
2
做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知線框邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為n、總電阻為R,斜面與水平面的夾角為θ,過山車的總質(zhì)量為m,所受摩擦阻力的大小恒定,磁場(chǎng)區(qū)域上下邊界間的距離為L(zhǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直斜面向上,重力加速度為g。則下列說法正確( )
A.線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),感應(yīng)電流的方向是a→b→c→d→a
B.線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),bc邊兩端的電壓為nBLv
1
C.線框剛出磁場(chǎng)時(shí),通過線框的電流大小為
BL
v
2
R
D.線框所受的摩擦阻力為
mgsinθ
-
n
2
B
2
L
2
v
2
R
發(fā)布:2024/10/9 4:0:1
組卷:115
引用:2
難度:0.7
解析
3.
如圖所示為某科研小組設(shè)計(jì)的電磁阻尼輔助剎車裝置的原理示意圖,固定在車廂底部的矩形超導(dǎo)線圈可以在智能系統(tǒng)控制下產(chǎn)生沿豎直方向的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在火車運(yùn)行的平直軌道上,依次間隔分布著足夠多與軌道固連的n匝矩形金屬線圈,每個(gè)線圈的電阻都為R,長(zhǎng)度和間隔均為d,寬度為l。設(shè)火車以初速度v
0
無(wú)動(dòng)力滑行進(jìn)入減速區(qū)域,經(jīng)時(shí)間t停止運(yùn)動(dòng),超導(dǎo)線圈的長(zhǎng)和寬也分別為d和l,火車整體的質(zhì)量為m,運(yùn)動(dòng)過程中受到的摩擦阻力和空氣阻力的合力恒為重力的k倍。
?
(1)判斷超導(dǎo)線圈剛進(jìn)入第一個(gè)金屬線圈時(shí),金屬線圈中的感應(yīng)電流方向;
(2)求火車剛進(jìn)入減速區(qū)域時(shí)加速度a的大?。?br />(3)求火車減速過程中所經(jīng)歷的矩形線圈個(gè)數(shù)N。
發(fā)布:2024/10/21 2:0:1
組卷:35
引用:1
難度:0.4
解析
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