题目
题型:不详难度:来源:
动。转动过程中,A1、A2保持接触,无相对滑动;两轮与各自细轴之间保持良好的电接触;两细轴通过导线与一阻值为R的电阻相连。除R和A1、A2两轮中辐条的电阻外,所有金属的电阻都不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与转轴平行。现将P释放,试求P匀速下落时的速度。
答案
v=
解析
P被释放后,细绳的张力对D产生机械力矩,带动D和A1作逆时针的加速转动,通过两个轮子之间无相对运动的接触,A1带动A2作顺时针的加速运动。由于两个轮子的辐条切割磁场线,所以在A1产生由周边沿辐条指向轴的电动势,在A2产生由轴沿辐条指向周边的电动势,经电阻R构成闭合电路。A1、A2中各辐条上流有沿电动势方向的电流,在磁场中辐条受到安培力。不难看出,安培力产生的电磁力矩是阻力矩,使A1、A2加速转动的势头减缓。A1、A2从起始的静止状态逐渐加速转动,电流随之逐渐增大,电磁阻力矩亦逐渐增大,直至电磁阻力矩与机械力矩相等,D、A1和A2停止作加速转动,均作匀角速转动,此时P匀速下落,设其速度为v,则A1的角速度 (1)
A1带动A2转动,A2的角速度ω2与A1的角速度ω1之间的关系为ω1a1=ω2a2 (2)
A1中每根辐条产生的感应电动势均为 (3)
轴与轮边之间的电动势就是A1中四条辐条电动势的并联,其数值见(3)式。
同理,A2中,轴与轮边之间的电动势就是A2中四条辐条电动势的并联,其数值为(4)
A1中每根辐条的电阻为R1,轴与轮边之间的电动势就是A1中四条辐条电动势的并联,其数值为RA1=(5)
A2中每根辐条的电阻为R2,轴与轮边之间的电动势就是A2中四条辐条电动势的并联,其数值为RA2=(6)
A1轮、A2轮和电阻R构成串联回路,其中的电流为I=(7)
以(1)至(6)式代入(7)式,得I=(8)
当P匀速下降时,对整个系统来说,重力的功率等于所有电阻的焦耳热功率之和,即
mgv=I2(R++) (9)
以(8)式代入(9)式得v=(10)
核心考点
试题【如图所示,两个金属轮A1、A2,可绕通过各自中心并与轮面垂直的固定的光滑金属细轴O1和O2转动,O1和O2相互平行,水平放置。每个金属轮由四根金属辐条和金属环组】;主要考察你对电磁感应等知识点的理解。[详细]
举一反三
A B C D
于导轨平面的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B=0.4T.用~适当的拉力使金属棒以速率v=5m/s向右运动,此
时金属板间一带电微粒恰好悬浮在两板的正中央.取g=l0m/s2,求:
(1)带电微粒的比荷:
(2)为维持金属棒的匀速运动,加在金属棒上的拉力的功率.
如图所示,正方形线框边长L,质量M,电阻R,从高H处自由下落,当线框的下边进入高h =" L" 的有界匀强磁场时,恰好匀速下降,设线框面总与磁场垂直,求
(1) 磁感应强度B
(2) 线框经过磁场过程中所产生热Q
(3) 线框穿过该区域共需时间T
(1)磁感应强度B的大小;
(2)在0.6s内通过电阻R的电量;
(3)在0.6s内电阻R产生的热量。
(1)b棒刚开始运动,a棒的速度;
(2)b棒刚开始运动时a、b棒间的距离;
(3)如果b棒刚开始运动时电动机达到额定功率,该过程中,a棒产生的焦耳热是多少?
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