磁懸浮列車的制動(dòng)方式有兩種：電制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)，電制動(dòng)是利用電磁阻尼的原理，機(jī)械制動(dòng)是利用制動(dòng)閘瓦押在軌道上產(chǎn)生摩擦阻力進(jìn)行制動(dòng)。對(duì)下面模型的研究有利于理解磁懸浮的制動(dòng)方式。如圖甲所示，有一節(jié)質(zhì)量為m=50t的磁懸浮列車，車廂底部前端安裝著一個(gè)匝數(shù)為N=50匝，邊長為L=2m的正方形線圈，總電阻為R=64Ω，線圈可借助于控制模塊來進(jìn)行閉合或斷開狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。兩平行軌道間距也L=2m,在ABCD剎車區(qū)域內(nèi)鋪設(shè)著勵(lì)磁線圈，產(chǎn)生的磁場如圖乙所示，每個(gè)單元為一邊長為L的正方形，其間磁場可視為B=2T的勻強(qiáng)磁場。現(xiàn)列車以v0=360km/h速度進(jìn)站，當(dāng)線圈全部進(jìn)入剎車區(qū)時(shí)，調(diào)節(jié)控制模塊使列車底部線圈閉合，采用電制動(dòng)的方式。當(dāng)列車速度減為v1時(shí)，調(diào)節(jié)控制模塊使列車底部線圈斷開，轉(zhuǎn)為機(jī)械制動(dòng)的方式，所受阻力為車廂重力的0.05倍，機(jī)械制動(dòng)20s,列車前部剛好到達(dá)CD處速度減為0，不計(jì)列車正常行駛時(shí)所受的阻力。求
（1）列車底部線圈全部進(jìn)入剎車區(qū)域時(shí)的加速度；
（2）列車剎車過程中產(chǎn)生的焦耳熱；
（3）列車剎車過程的總位移。
【答案】（1）列車底部線圈全部進(jìn)入剎車區(qū)域時(shí)的加速度大小為5m/s2，與運(yùn)動(dòng)方向相反；
（2）列車剎車過程中產(chǎn)生的焦耳熱為2.475×108J；
（3）列車剎車過程的總位移為1900m。
（2）列車剎車過程中產(chǎn)生的焦耳熱為2.475×108J；
（3）列車剎車過程的總位移為1900m。
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：149引用：2難度：0.3
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1．半徑為R的金屬圓環(huán)水平固定，電阻忽略不計(jì)。圓環(huán)內(nèi)存在與環(huán)面垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)體棒長為L（L＞2R），其單位長度電阻值為r。圖（a）中導(dǎo)體棒與圓環(huán)相切于O1點(diǎn)，t=0時(shí)刻起，從圖示位置以速度v勻速向右運(yùn)動(dòng)，棒始終與速度方向垂直。圖（b）中導(dǎo)體棒與圓環(huán)相切于O2點(diǎn)，t=0時(shí)刻起，以O(shè)2點(diǎn)為軸從圖示位置起在水平面內(nèi)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)過180°，角速度為ω；導(dǎo)體棒掃過整個(gè)環(huán)面時(shí)與環(huán)接觸良好。
（1）分析說明圖（a）中導(dǎo)體棒掃過整個(gè)環(huán)面過程中流過導(dǎo)體棒的電流變化情況；
（2）求圖（b）中導(dǎo)體棒兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E與時(shí)間t的關(guān)系式；
（3）若圖（a）、圖（b）中導(dǎo)體棒掃過整個(gè)環(huán)面所用時(shí)間相同，試比較兩種情況中導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到虛線（圓環(huán)上直徑位置）處，流過兩導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流大小。發(fā)布：2024/12/30 1:0:6組卷：99引用：2難度：0.7 -
2．如圖甲所示，在水平面上有一豎直向下的足夠?qū)挼木匦蝿驈?qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.2T，區(qū)域長度L=3m,在緊靠磁場的左邊界處的水平面上放置一正方形線框，匝數(shù)n=10，邊長a=1m,線框電阻R=1Ω，質(zhì)量m=1kg?，F(xiàn)在線框上作用一水平恒力F，使線框從靜止開始向右進(jìn)入磁場中，已知恒力F的大小為10N，線框與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，整個(gè)線框完全進(jìn)入磁場前已經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng)，g=10m/s2。當(dāng)線框剛?cè)窟M(jìn)入磁場開始計(jì)時(shí)，磁場即以如圖乙所示規(guī)律變化。下列說法正確的是（ ?。?br />
發(fā)布：2024/12/29 23:30:1組卷：148引用：3難度：0.5 -
3．如圖，空間某區(qū)域內(nèi)存在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場，一正方形閉合金屬線框自磁場上方某處釋放后穿過磁場，整個(gè)過程線框平面始終豎直，線框邊長小于磁場區(qū)域上下寬度。以線框剛進(jìn)入磁場時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，下列描述線框所受安培力F隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖中，不正確的是（ ）發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：234引用：3難度：0.7
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