题目列表(包括答案和解析)
(1)学了法拉第电磁感应定律后E∝,为了定量验证感应电动势E与时间Δt成反比,甲小组同学设计了如图所示的一个实验装置:线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上,强磁铁和挡光片固定在运动的小车上.每当小车在轨道上运动经过光电门时,光电门会记录下挡光片的挡光时间Δt,同时触发接在线圈两端的电压传感器记录下在这段时间内线圈中产生的感应电动势E.利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出,就能得到一系列的感应电动势E和挡光时间Δt.
在一次实验中得到的数据如下表:
①观察和分析该实验装置可看出,在实验中,每次测量的Δt时间内,磁铁相对线圈运动的距离都________(选填“相同”或“不同”),从而实现了控制________不变;
②在得到上述表格中的数据之后,为了验证E与Δt成反比,他们想出两种办法处理数据:第一种是计算法:算出________,若该数据基本相等,则验证了E与Δt成反比;第二种是作图法:在直角坐标系中作________关系图线,若图线是基本过坐标原点的倾斜直线,则也可验证E与Δt成反比.
(2)乙小组学生为验证感应电动势E感与的关系,设计了如下探究方案.该方案的条形磁铁运动设为自由落体运动.如图所示.用同一个条形磁铁从不同高度落下穿过同一个线圈,将线圈接上电压传感器,电压传感器测量的感应电动势传输给电脑.磁铁每次下落的起始位置距离线圈都比较远,这时磁铁在线圈处的磁场可以忽略.要使第二次穿过线圈磁通量的变化率为第一次的2倍,磁铁两次下降的高度应满足关系:h2=________h1.
涡流制动是一种利用电磁感应原理工作的新型制动方式,它的基本原理如图甲所示。水平面上固定一块铝板,当一竖直方向的条形磁铁在铝板上方几毫米高度上水平经过时,铝板内感应出的涡流会对磁铁的运动产生阻碍作用。
涡流制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式。某研究所制成如图乙所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程。车厢下端安装有电磁铁系统,能在长为,宽
的矩形区域内产生竖直方向的匀强磁场,磁感应强度可随车速的减小而自动增大(由车内速度传感器控制),但最大不超过
,将铝板简化为长大于
,宽也为
的单匝矩形线圈,间隔铺设在轨道正中央,其间隔也为
,每个线圈的电阻为
,导线粗细忽略不计。在某次实验中,模型车速度为
时,启动电磁铁系统开始制动,车立即以加速度
做匀减速直线运动,当磁感应强度增加到
时就保持不变,直到模型车停止运动。已知模型车的总质量为
,空气阻力不计。不考虑磁感应强度的变化引起的电磁感应现象以及线圈激发的磁场对电磁铁产生磁场的影响。
(1)电磁铁的磁感应强度达到最大时,模型车的速度为多大?
(2)模型车的制动距离为多大?
(3)为了节约能源,将电磁铁换成若干个并在一起的永磁铁组,两个相邻的磁铁磁极的极性相反,且将线圈改为连续铺放,如图丙所示,已知模型车质量减为,永磁铁激发的磁感应强度恒为
,每个线圈匝数为
,电阻为
,相邻线圈紧密接触但彼此绝缘。模型车仍以
的初速度开始减速,为保证制动距离不大于
,至少安装几个永磁铁?
涡流制动是一种利用电磁感应原理工作的新型制动方式,它的基本原理如图甲所示。水平面上固定一块铝板,当一竖直方向的条形磁铁在铝板上方几毫米高度上水平经过时,铝板内感应出的涡流会对磁铁的运动产生阻碍作用。
涡流制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式。某研究所制成如图乙所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程。车厢下端安装有电磁铁系统,能在长为,宽
的矩形区域内产生竖直方向的匀强磁场,磁感应强度可随车速的减小而自动增大(由车内速度传感器控制),但最大不超过
,将铝板简化为长大于
,宽也为
的单匝矩形线圈,间隔铺设在轨道正中央,其间隔也为
,每个线圈的电阻为
,导线粗细忽略不计。在某次实验中,模型车速度为
时,启动电磁铁系统开始制动,车立即以加速度
做匀减速直线运动,当磁感应强度增加到
时就保持不变,直到模型车停止运动。已知模型车的总质量为
,空气阻力不计。不考虑磁感应强度的变化引起的电磁感应现象以及线圈激发的磁场对电磁铁产生磁场的影响。
(1)电磁铁的磁感应强度达到最大时,模型车的速度为多大?
(2)模型车的制动距离为多大?
(3)为了节约能源,将电磁铁换成若干个并在一起的永磁铁组,两个相邻的磁铁磁极的极性相反,且将线圈改为连续铺放,如图丙所示,已知模型车质量减为,永磁铁激发的磁感应强度恒为
,每个线圈匝数为
,电阻为
,相邻线圈紧密接触但彼此绝缘。模型车仍以
的初速度开始减速,为保证制动距离不大于
,至少安装几个永磁铁?
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com