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原理:水平方向勻速直線運動,豎直方向自由落體,求初速度. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

如圖C-1是一種直線電動機的示意圖.水平面上有兩根很長的平行直導軌,導軌間有豎直(垂直紙面)方向的等距離間隔的勻強磁場B1和B2,導軌上有金屬框A,框的寬度與磁場間隔相等,當勻強磁場B1和B2同時以恒定速度v0沿平行于直軌道方向運動時,金屬框也會因此沿直導軌運動.這是一類磁懸浮列車運行的原理.如果金屬框下始終有這樣的磁場,金屬框就會一直運動下去.設金屬框垂直導軌的邊長為L=0.2m、電阻R=1.6Ω,B1=B2=1T,磁場運動速度v0=4m/s.求:
           

(1)若勻強磁場B2的方向如圖所示,為使金屬框運動,請在圖中左端B1位置處畫出B1的方向;
(2)金屬框運動的方向;
(3)若金屬框運動時不受阻力作用,金屬框的最大速度,并簡述理由;
(4)若金屬框運動時受到恒定的阻力0.1N作用時,求當金屬框達到最大速度時,為維持運動,磁場必須提供的功率.

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磁流體動力發電機的原理如圖所示,一個水平放置的上下、前后封閉的橫截面為矩形的塑料管,其寬度為l,高度為h,管內充滿電阻率為ρ的某種導電流體(如水銀).矩形塑料管的兩端接有渦輪機,由渦輪機提供動力使流體通過管道時具有恒定的水平向右的流速v0.管道的前、后兩個側面上各有長為d的相互平行且正對的銅板M和N.實際流體的運動非常復雜,為簡化起見作如下假設:①垂直流動方向橫截面上各處流體的速度相同;②流體不可壓縮;③當N、N之間有電流通過時,電流只從M、N之間正對的區域內通過.
(1)若在兩個銅板M、N之間的區域加有豎直向上、磁感應強度為B的勻強磁場,則當流體以穩定的速度v0流過時,兩銅板M、N之間將產生電勢差.求此電勢差的大小,并判斷M、N兩板哪個電勢較高;
(2)用電阻可忽略不計的導線將銅板M、N外側相連接(設電流只分布在M、N之間的長方體內),由于此時磁場對流體有力的作用,使流體的穩定速度變為v(v<v0),求磁場對流體的作用力;
(3)為使速度增加到原來的值v0,渦輪機提供動力的功率必須增加,假設流體在流動過程中所受的阻力與它的流速成正比,試導出新增加功率的表達式.
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磁流體動力發電機的原理如圖所示,一個水平放置的上下、前后封閉的橫截面為矩形的塑料管,其寬度為l,高度為h,管內充滿電阻率為ρ的某種導電流體(如水銀)。矩形塑料管的兩端接有渦輪機,由渦輪機提供動力使流體通過管道時具有恒定的水平向右的流速v0。管道的前、后兩個側面上各有長為d的相互平行且正對的銅板M和N。實際流體的運動非常復雜,為簡化起見作如下假設:①垂直流動方向橫截面上各處流體的速度相同;②流體不可壓縮。

(1)若在兩個銅板M、N之間的區域加有豎直向上、磁感應強度為B的勻強磁場,則當流體以穩定的速度v0流過時,兩銅板M、N之間將產生電勢差。求此電勢差的大小,并判斷M、N兩板哪個電勢較高;

(2)用電阻可忽略不計的導線將銅板M、N外側相連接,由于此時磁場對流體有力的作用,使流體的穩定流速變為v(v<v0),求磁場對流體的作用力;

(3)為使流體的流速增加到原來的值v0,渦輪機提供動力的功率必須增加,假設流體在流動過程中所受的阻力與它的流速成正比,試推導出新增加功率的表達式。

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磁流體動力發電機的原理如圖所示,一個水平放置的上下、前后封閉的橫截面為矩形的塑料管,其寬度為l,高度為h,管內充滿電阻率為ρ的某種導電流體(如水銀).矩形塑料管的兩端接有渦輪機,由渦輪機提供動力使流體通過管道時具有恒定的水平向右的流速v.管道的前、后兩個側面上各有長為d的相互平行且正對的銅板M和N.實際流體的運動非常復雜,為簡化起見作如下假設:①垂直流動方向橫截面上各處流體的速度相同;②流體不可壓縮;③當N、N之間有電流通過時,電流只從M、N之間正對的區域內通過.
(1)若在兩個銅板M、N之間的區域加有豎直向上、磁感應強度為B的勻強磁場,則當流體以穩定的速度v流過時,兩銅板M、N之間將產生電勢差.求此電勢差的大小,并判斷M、N兩板哪個電勢較高;
(2)用電阻可忽略不計的導線將銅板M、N外側相連接(設電流只分布在M、N之間的長方體內),由于此時磁場對流體有力的作用,使流體的穩定速度變為v(v<v),求磁場對流體的作用力;
(3)為使速度增加到原來的值v,渦輪機提供動力的功率必須增加,假設流體在流動過程中所受的阻力與它的流速成正比,試導出新增加功率的表達式.

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(19分)如圖所示,一帶電粒子以與水平方向成60°角速度在豎直平面內做直線運動,經過一段時間后進入一垂直于紙面向里、磁感應強度為B的圓形勻強磁場區域(圖中未畫出磁場區域),粒子飛出磁場后垂直電場方向進入寬為L的勻強電場。 電場強度大小為E,方向豎直向上。當粒子穿出電場時速度大小變為原來的倍。 已知帶電粒子的質量為m,電量為q,重力不計。求:

(1)粒子帶什么電?簡述理由;

(2)帶電粒子在磁場中運動時速度多大;

(3)該圓形磁場區域的最小面積為多大。

 

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