题目内容

(08年广东实验中学三模) (18分)如图所示,线圈工件加工车间的传送带不停地水平传送长为L,质量为m,电阻为R的正方形线圈,在传送带的左端线圈无初速地放在以恒定速度v匀速运动的传送带上,经过一段时间,达到与传送带相同的速度v后,线圈与传送带始终相对静止,并通过一磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场,已知当一个线圈刚好开始匀速度运动时,下一个线圈恰好放在传送带上,线圈匀速运动时,每两个线圈间保持距离L不变,匀强磁场的宽度为3L,求:

(1)每个线圈通过磁场区域产生的热量Q;

    (2)在某个线圈加速的过程中,线圈通过的距离s1和在这段时间里传送带通过的距离s2之比;

       (3)传送带每传送一个线圈,电动机所消耗的电能E(不考虑电动机自身的能耗);

     (4)传送带传送线圈的总功率P.

 

   解析:

   (1)

 

   (2)s1=vt/2    s2=vt    s1:s2=1:2 

 

  (3)又因为s1:(s2-s1)=1:1  线圈获得动能EK=mv2/2=fs1 

 

    传送带上的热量损失Q/=f(s2-s1)=mv2/2  

 

       E=EK+Q+Q/ =mv2+2B2L3v/R   

 

    (4)从线圈之间间隔距离和磁场区域宽度可知:一个线圈加速度(即一个线圈进磁场和前一线圈出磁场的时间和)所用的时间为t=2L/v 所以P=E/t=B2L2v2/R+mv3/2L (或:皮带一直受到一个滑动摩擦力和一个静摩擦力,所以皮带伯功率P=(f1+f2)v).

 

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