上海磁悬浮列车已于2003年10月1日正式运营。据报导,列车从上海龙阳路车站到浦东机场车站,全程30km。列车开出后先加速,直到最高时速432km/h,然后保持最大速度行驶50s,即开始减速直到停止。假设列车起动和减速的加速度大小相等,且恒定,列车做直线运动。试由以上数据估算磁悬浮列车运行的平均速度的大小是多少?北京和天津之间的距离是120km,若以上海磁悬浮列车的运行方式行驶,最高时速和加速度都相同,由北京到天津要用多少时间?
如图所示为足够长的光滑斜面导轨MM'和NN',斜面的倾角θ=30°,导轨相距为d,上端M和N用导线相连,并处于垂直斜面向上的均匀磁场中,磁场的磁感强度的大小随时间t的变化规律为=kt,其中k为常数。质量为m的金属棒ab垂直导轨放在M、N附近,从静止开始下滑,通过的路程为L时,速度恰好达到最大,此时磁场的磁感强度的大小为.设金属棒的电阻为R,导轨和导线的电阻不计。求: (1)金属棒达到的最大速度. (2)金属棒从静止开始下滑L的过程中所产生的热量。
如图,半径为R的金属圆环,处于磁感强度为B,方向垂直于环平面的匀强磁场中,一根金属杆ab在圆环上沿圆环平面在拉力的作用下以速度v匀速向右运动。设金属圆环和杆的单位长度的电阻均为,当ab滑至图示位置时,求拉力的瞬时功率P=?
一个边长L=0.5m的正方形金属框abcd,质量m=0.1kg,整个回路的电阻R=0.5,放在倾角为30°的光滑不导电的斜面上,斜面上有一段宽L=0.5m的匀强磁场,B=0.5T,方向垂直于斜面`向上,金属框由静止开始下滑,沿斜面下滑了一段距离后进入磁场区,如图所示,求: (1)金属框进入磁场区域时可能作什么运动?为什么? (2)欲使线框匀速穿过磁场区域,金属框应从何处下滑?(即=?) (3)在(2)的情况下,金属框穿过磁场过程中产生多少热量?
如图所示,abcde和a'b'c'd'e'为两平行的光滑导轨,其中abcd和a'b'c'd'部分为处于水平面内的直轨,ab、a'b'的间距为cd、c'd'间距的2倍;de和d'e'部分为与直轨相切的、半径均为R的半圆形轨道,处于竖直平面内.直轨部分处于竖直向上的匀强磁场中,弯轨部分处于匀强磁场外.在靠近aa'和cc'处放有两根金属棒MN、PQ,质量分别为2m和m.为使棒PQ能沿导轨运动并通过半圆形轨道的最高点ee',在初始位置必须至少给棒MN以多大的冲量? (设两段水平直轨均足够长,棒PQ出磁场时MN仍在宽轨道上运动)
如图所示,质量为m=0.1kg的铝框,用绝缘细线悬挂起来,框中心距地面高h=0.8m,有一质量M=0.2kg的磁铁以10m/s的水平速度沿框中心穿过铝框,落在距铝框原位置水平距离s=3.6m处,则在磁铁与铝框发生相互作用时: (1)铝框向哪边偏转?它能上升多高? (2)在磁铁穿过铝框过程中,框中产生多少电能?