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(2014•昌平区二模)随着科学技术的发展,磁动力作为一种新型动力系统已经越来越多的应用于现代社会,如图所示为电磁驱动装

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/08/28 00:30:11
(2014•昌平区二模)随着科学技术的发展,磁动力作为一种新型动力系统已经越来越多的应用于现代社会,如图所示为电磁驱动装置的简化示意图,两根平行长直金属导轨倾斜放置,导轨平面与水平面的夹角为θ,导轨的间距为L,两导轨上端之间接有阻值为R的电阻.质量为m的导体棒ab垂直跨接在导轨上,接触良好,导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ=tanθ,导轨和导体棒的电阻均不计,且在导轨平面上的矩形区域(如图中虚线框所示)内存在着匀强磁场,磁场方向垂直导轨平面向上,磁感应强度的大小为B.(导体棒在运动过程中始终处于磁场区域内)
(1)若磁场保持静止,导体棒在外力的作用下以速度v0沿导轨匀速向下运动,求通过导体棒ab的电流大小和方向;
(2)当磁场以某一速度沿导轨平面匀速向上运动时,可以使导体棒以速度v0沿斜面匀速向上运动,求磁场运动的速度大小;
(3)为维持导体棒以速度v0沿斜面匀速向上运动,外界必须提供能量,此时系统的效率η为多少.(效率是指有用功率对驱动功率或总功率的比值)
(1)磁场静止,导体棒以速度v0向下切割磁感线,感应电动势:E1=BLv0
感应电流:I1=
E1
R=
BLv0
R
由右手定则判定,电流的方向由b指向a;
(2)磁场带动导体棒共同向上运动受力如图所示:

感应电动势:E2=BL(v-v0
感应电流:I2=
E2
R=
BL(v−v0)
R
安培力:FA=BI2L
平衡方程:FA=mgsinθ+μmgcosθ
得:v=
2mgRsinθ
B2L2+v0
(3)导体棒以速度v0沿斜面匀速向上运动时,
感应电流:I2=
2mgsinθ
BL
导体棒中焦耳热功率:P1=
I22R=
4m2g2Rsin2θ
B2L2
摩擦生热功率:P2=fv0=mgv0sinθ
克服重力做功的功率:P3=mgv0cos(
π
2−θ)=mgv0sinθ
系统的总功率:P=P1+P2+P3
系统的效率:η=
P有用
P总=
P3
P1+P2+P3×100%=
v0

4mgRsinθ
B2L2+2v0×100%
答:(1)若磁场保持静止,导体棒在外力的作用下以速度v0沿导轨匀速向下运动,通过导体棒ab的电流大小为
BLv0
R,方向由b指向a;
(2)当磁场以某一速度沿导轨平面匀速向上运动时,可以使导体棒以速度v0沿斜面匀速向上运动,磁场运动的速度大小为v=
2mgRsinθ
B2L2+v0;
(3)为维持导体棒以速度v0沿斜面匀速向上运动,外界必须提供能量,此时系统的效率η为
v0

4mgRsinθ
B2L2+2v0×100%.
(2014•昌平区二模)随着科学技术的发展,磁动力作为一种新型动力系统已经越来越多的应用于现代社会,如图所示为电磁驱动装 太阳能动力车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能,再利用电动机驱动的一种新型机动车.有一种太阳能实验车(如图所示为 英语翻译[摘 要] 随着社会的进步发展,现代化的管理体系,也越来越发挥着重要作用.现代社会中,秘书与领导的关系是一种新型 百科知识:新型汽车ecoF3是一种( )制造、以( )为动力的环保汽车. 当今时代,科学技术已经推动生产力发展的巨大动力.修改病句 英语翻译随着计算机网络的迅猛发展,网络的安全问题也越来越引起人们的重视.防火墙作为一种有效的安全防护措施被广泛应用于各种 历史发展的动力系统 马哲 随着科学技术的发展,网络已经越来越离不开人们的日常生活,英文翻译 求翻译为英文“摘要随着社会的进步汽车的发展,汽车已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分,然而发动机作为汽车的动力提供者在 在社会发展动力系统中,科学技术是推动社会发展的根本动力.辨析题怎么回答? 英语翻译随着现代社会的发展,手机作为通信的手段在人们的日常生活中起着越来越主要的作用(play a role in)在F (2009•昌平区二模)如图所示,电阻箱的示数为______Ω.