题目内容
【题目】我国高铁技术处于世界领先水平,其中一项为电磁刹车技术。某次科研小组要利用模型火车探究电磁刹车的效果,如图所示,轨道上相距处固定着两个长
、宽
、电阻为R的单匝线圈,
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。在火车头安装一个电磁装置,它能产生长
、宽
的矩形匀强磁场,磁感强度为B。经调试,火车在轨道上运行时摩擦力为零,不计空气阻力。现让火车以初速度
从图示位置开始匀速运动,经过2个线圈,矩形磁场刚出第2个线圈时火车停止。测得第1个线圈产生的焦耳热Q1是第2个线圈产生的焦耳热Q2的3倍。求:
(1)车头磁场刚进入第1个线圈时,火车所受的安培力大小;
(2)求车头磁场在两线圈之间匀速运行的时间。
【答案】(1) (2)
【解析】
(1)对线圈,由法拉第电磁感应定律
①
由闭合电路欧姆定律
②
③
联立①②③式解得
(2)设磁场刚穿过线圈Ⅰ时速度为v,由能量守恒有
④
磁场刚穿过线圈Ⅱ停止,同理有
⑤
又
⑥
匀速运动过程
⑦
联立④⑤⑥⑦式解得
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】如图1为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置.用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率.
(1)实验主要步骤如下:
①将拉力传感器固定在小车上;
②平衡摩擦力,让小车做 运动;
③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端
通过定滑轮与钩码相连;
④接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB;
⑤改变所挂钩码的数量,重复④的操作.
(2)下表中记录了实验测得的几组数据,vB2﹣vA2是两个速度传感器记录速率的平方差,则加速度的表达式a= ,请将表中第3次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字);
次数 | F(N) | vB2﹣vA2(m2/s2) | a(m/s2) |
1 | 0.60 | 0.77 | 0.80 |
2 | 1.04 | 1.61 | 1.68 |
3 | 1.42 | 2.34 | |
4 | 2.62 | 4.65 | 4.84 |
5 | 3.00 | 5.49 | 5.72 |
(3)由表中数据,在图2坐标纸上作出a~F关系图线;
(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线),造成上述偏差的原因是 .