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精英家教网如图所示,矩形铝板放置在水平薄木板上,有两块相同的蹄形磁铁,四个磁极之间的距离相等,当两块磁铁匀速向右通过铝板时,铝板仍静止不动,那么铝板受到木板的摩擦力方向是(  )
A、无电磁感应现象出现,不受摩擦力B、先向左、后向右、再向左C、一直向右D、一直向左
分析:根据楞次定律:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的原磁通量的变化,我们可以这样理解:感应电流总要阻碍导体和磁极间的相对运动.分析线圈所受的安培力方向,确定其运动趋势,判断摩擦力方向.
解答:解:当原磁通量增加时,感应电流的磁场与原来磁场的方向相反,两个磁场产生相互排斥的作用力; 当原磁通量减少时,感应电流的磁场就与原来磁场的方向相同,两个磁场产生相互吸引的作用力,所以感应电流总要阻碍导体和磁极间的相对运动.
  当磁铁匀速向右通过线圈时,N极靠近线圈,线圈的感应电流总要阻碍磁极的相对运动,给磁极向左的安培力,那么磁极给线圈向右的安培力,线圈静止不动,是因为受到了向左的摩擦力.当N极离开线圈,线圈的感应电流总要阻碍磁极的相对运动,给磁极向左的安培力,那么磁极给线圈向右的安培力,线圈静止不动,是因为受到了向左的摩擦力.所以整个过程线圈所受的摩擦力一直向左.故D正确.
故选:D
点评:本题根据楞次定律:感应电流总要阻碍导体和磁极间的相对运动,分析线圈所受的安培力方向是本题的解题关键.
练习册系列答案
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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L1=0.6m,宽L2=0.2m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B1=2T,将铝板简化为长大于L1,宽也为L2的单匝矩形线圈,间隔铺设在轨道正中央,其间隔也为L2,每个线圈的电阻为R1=0.1Ω,导线粗细忽略不计.在某次实验中,模型车速度为v0=20m/s时,启动电磁铁系统开始制动,车立即以加速度a1=2m/s2做匀减速直线运动,当磁感应强度增加到B1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m1=36kg,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.
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(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m2=20kg,永磁铁激发的磁感应强度恒为B2=0.1T,每个线圈匝数为N=10,电阻为R2=1Ω,相邻线圈紧密接触但彼此绝缘.模型车仍以v0=20m/s的初速度开始减速,为保证制动距离不大于80m,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?

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L1=0.6m,宽L2=0.2m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B1=2T,将铝板简化为长大于L1,宽也为L2的单匝矩形线圈,间隔铺设在轨道正中央,其间隔也为L2,每个线圈的电阻为R1=0.1Ω,导线粗细忽略不计.在某次实验中,模型车速度为v=20m/s时,启动电磁铁系统开始制动,车立即以加速度a1=2m/s2做匀减速直线运动,当磁感应强度增加到B1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m1=36kg,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.

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(1)电磁铁的磁感应强度达到最大时,模型车的速度为多大?

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(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?

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