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有一種磁性加熱裝置，其關(guān)鍵部分由焊接在兩個(gè)等大的金屬環(huán)上的n根間距相等的平行金屬條組成，成“鼠籠”狀，如圖420所示.每根金屬條長度為L，電阻為R，金屬環(huán)的直徑為D、電阻不計(jì).圖中虛線所示的空間范圍內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的寬度恰好等于“鼠籠”金屬條的間距，當(dāng)金屬環(huán)以角速度ω繞過兩圓環(huán)的圓心軸OO′旋轉(zhuǎn)時(shí)，始終有一根金屬條在垂直切割磁感線，“鼠籠”的轉(zhuǎn)動(dòng)由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，這套設(shè)備的效率為η，求電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率.

處于磁場(chǎng)中的金屬條切割磁感線的線速度為：v=

ω
產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=BLv=

BLω
通過切割磁感線的金屬條的電流為：I=

磁場(chǎng)中導(dǎo)體受到的安培力為：F=BIL
克服安培力做功的功率為：P_安=Fv=

FDω
電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為：P=

聯(lián)立以上各式解出：P=

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖12-62所示，兩根足夠長且電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，固定在同一水平面上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在的平面.兩根質(zhì)量均為m且電阻不相同的金屬桿甲和乙跨放在導(dǎo)軌上，兩金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直.現(xiàn)在在金屬桿甲上加一個(gè)與金屬桿甲垂直且水平向右的恒力F，使金屬桿甲從靜止開始沿導(dǎo)軌向右滑動(dòng).與此同時(shí)，在金屬桿乙上加上另外一個(gè)與金屬桿乙垂直且水平向左的拉力，該拉力的功率恒為P，使金屬桿乙也由靜止開始沿導(dǎo)軌向左滑動(dòng).已知經(jīng)過時(shí)間t，甲桿位移為s，兩金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱之和為Q，此時(shí)兩桿剛好都勻速運(yùn)動(dòng)，在該時(shí)刻立即撤去作用在乙上的拉力.試求在以后的過程中，甲、乙兩桿組成的系統(tǒng)，最多還能產(chǎn)生多少焦耳熱？

圖12-62

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，xoy坐標(biāo)系y軸左側(cè)和右側(cè)分別有垂直于紙面向外、向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，一個(gè)圍成四分之一圓形的導(dǎo)體環(huán)oab，其圓心在原點(diǎn)o，半徑為R，開始時(shí)在第一象限。從t=0起繞o點(diǎn)以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。試畫出環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E隨時(shí)間t而變的函數(shù)圖象（以順時(shí)針電動(dòng)勢(shì)為正）。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

據(jù)報(bào)道，1992年7月，美國"阿特蘭蒂斯"號(hào)航天飛機(jī)進(jìn)行了一項(xiàng)衛(wèi)星懸繩發(fā)電實(shí)驗(yàn)取得部分成功．航天飛機(jī)在地球赤道上空離地面約3400km處由東向西飛行，從航天飛機(jī)上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長20km，電阻為800W的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場(chǎng)垂直，做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，假定這一范圍內(nèi)的地磁場(chǎng)是均勻的，磁感應(yīng)強(qiáng)度約為

，且認(rèn)為懸繩上各點(diǎn)的切割速度都與航天飛機(jī)的速度相同，根據(jù)理論設(shè)計(jì)，通過電離層（由等離子體組成）的作用，懸繩可產(chǎn)生約3A的感應(yīng)電流，試求：
（1）航天飛機(jī)相對(duì)于地面的大約速度?（地表面重力加速度為

，地球半徑為6400km）
（2）懸線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?
（3）懸線兩端的電壓?
（4）航天飛機(jī)繞地球運(yùn)行一周懸線輸出的電能?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具。它的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡化為如下模型，固定在列車下端的動(dòng)力繞組可視為一個(gè)矩形純電阻金屬框，電阻為

，金屬框置于xOy平面內(nèi)，長邊MN長為

平行于y軸，寬為

的NP邊平行于x軸，如圖5-1所示。列車軌道沿Ox方向，軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度

沿Ox方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為

，最大值為

，如圖5-2所示，金屬框同一長邊上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，整個(gè)磁場(chǎng)以速度

沿Ox方向勻速平移。設(shè)在短暫時(shí)間內(nèi)，MN、PQ邊所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化可以忽略，并忽略一切阻力。列車在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛，某時(shí)刻速度為

(

)。
（1）簡要敘述列車運(yùn)行中獲得驅(qū)動(dòng)力的原理；
（2）為使列車獲得最大驅(qū)動(dòng)力，寫出MN、PQ邊應(yīng)處于磁場(chǎng)中的什么位置及

與d之間應(yīng)滿足的關(guān)系式；
（3）計(jì)算在滿足第(2)問的條件下列車速度為

時(shí)驅(qū)動(dòng)力的大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

兩根相距為L的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊直于水平面。質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，
桿與水平和豎直導(dǎo)軌之間有相同的動(dòng)摩擦因數(shù)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，回路總電阻為2R。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力作用下沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿也正好以某一速度向下做勻速運(yùn)動(dòng)。
設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌接觸良好，
重力加速度為g。

求：小題1:ab桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度v₁；
小題2:ab桿所受拉力F；
小題3:若測(cè)得cd桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v₂，則在cd桿向下運(yùn)動(dòng)路程為h過程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為多少?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

由金屬板制成的U形導(dǎo)體框架寬度為d,以相對(duì)地的速度v1,在垂直磁場(chǎng)方向的平面上勻速移動(dòng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.從框架右邊水平射入質(zhì)量為m的帶電油滴,油滴相對(duì)地的速度為v2,方向水平向左.如果油滴恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則該油滴帶______________電,其運(yùn)動(dòng)半徑R=____________.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

用同種材料粗細(xì)均勻的電阻絲做成ab、cd、ef三根導(dǎo)線，ef較長，分別放在電阻可忽略的光滑的平行導(dǎo)軌上，如圖12－3－9所示，磁場(chǎng)是均勻的，用外力使導(dǎo)線水平向右作勻速運(yùn)動(dòng)（每次只有一根導(dǎo)線在導(dǎo)軌上），而且每次外力做功功率相同，則下列說法正確的是（）