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有人设计了可变阻尼的电磁辅助减震系统,由三部分组成。下部分是电磁侦测系统:一部分是可变电磁阻尼系统,吸收振动时的动能:控制系统接收侦测系统的信号,改变阻尼磁场的强弱。系统如图(1)所示,侦测线框、阻尼线圈固定在汽车底盘上,侦测系统磁体、减震系统磁体固定在车轴上,车轴与底盘通过一减震弹簧相连。侦测系统磁场为匀强磁场,B1=0.01T,长方形线框宽d=0.05m,整个回路的电阻R1=0.1Ω,运动过程中,线框的下边不会离开磁场,上边不会进入磁场。阻尼线圈由100个相互绝缘的独立金属环组成,这100个金属环均匀固定在长为0.2m的不导电圆柱体上,减震系.统磁场辐向分布,俯视如图(2)所示,线圈所在位置磁感应强度B2大小处处相等,大小由控制系统控制。汽车静止时,阻尼线圈恰好50匝处于磁场中,取此时侦测线框所在的位置为原点,取向下为正,线框相对侦测磁场的位移记为x,B2的大小与x的关系如图(3)所示。每个线圈的电阻为R2=0.001Ω,周长L=0.3m。不考虑阻尼线圈之间的电磁感应,忽略阻尼线圈导体的粗细,设车轴与底盘总保持平行。

(1)侦测线框向下运动时电流的方向为顺时针还是逆时针?
(2)写出侦测线框由平衡位置向下运动时,侦测线框流入控制系统的电量q与位移x的大小关系式:
(3)某次侦测线框由平衡位置向下运动,流入控制系统的电量q=2.5×10-4C,这一过程底盘相对车轴做v=10m/s的匀速运动,求这一过程阻尼线圈吸收了多少机械能;
(4)某次侦测线框由平衡位置向下运动,流入控制系统的电量q=5×10-4C,求这一过程中安培力对阻尼线圈的总冲量。

【答案】(1)侦测线框向下运动时电流的方向为逆时针;
(2)侦测线框由平衡位置向下运动时,侦测线框流入控制系统的电量q与位移x的大小关系式为q=0.005x(C);
(3)某次侦测线框由平衡位置向下运动,流入控制系统的电量q=2.5×10-4C,这一过程底盘相对车轴做v=10m/s的匀速运动,则这一过程阻尼线圈吸收的机械能为2812.5J;
(4)某次侦测线框由平衡位置向下运动,流入控制系统的电量q=5×10-4C,则这一过程中安培力对阻尼线圈的总冲量为1856.25N•s,方向向上。
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/23 12:26:7组卷:184引用:1难度:0.1
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  • 1.半径为R的金属圆环水平固定,电阻忽略不计。圆环内存在与环面垂直的匀强磁场,磁感应强度为B。导体棒长为L(L>2R),其单位长度电阻值为r。图(a)中导体棒与圆环相切于O1点,t=0时刻起,从图示位置以速度v匀速向右运动,棒始终与速度方向垂直。图(b)中导体棒与圆环相切于O2点,t=0时刻起,以O2点为轴从图示位置起在水平面内顺时针匀速转过180°,角速度为ω;导体棒扫过整个环面时与环接触良好。

    (1)分析说明图(a)中导体棒扫过整个环面过程中流过导体棒的电流变化情况;
    (2)求图(b)中导体棒两端产生的感应电动势E与时间t的关系式;
    (3)若图(a)、图(b)中导体棒扫过整个环面所用时间相同,试比较两种情况中导体棒运动到虚线(圆环上直径位置)处,流过两导体棒的感应电流大小。

    发布:2024/12/30 1:0:6组卷:99引用:2难度:0.7
  • 2.如图甲所示,在水平面上有一竖直向下的足够宽的矩形匀强磁场区域,磁感应强度B0=0.2T,区域长度L=3m,在紧靠磁场的左边界处的水平面上放置一正方形线框,匝数n=10,边长a=1m,线框电阻R=1Ω,质量m=1kg。现在线框上作用一水平恒力F,使线框从静止开始向右进入磁场中,已知恒力F的大小为10N,线框与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,整个线框完全进入磁场前已经匀速运动,g=10m/s2。当线框刚全部进入磁场开始计时,磁场即以如图乙所示规律变化。下列说法正确的是(  )

    发布:2024/12/29 23:30:1组卷:148引用:3难度:0.5
  • 3.如图,空间某区域内存在沿水平方向的匀强磁场,一正方形闭合金属线框自磁场上方某处释放后穿过磁场,整个过程线框平面始终竖直,线框边长小于磁场区域上下宽度。以线框刚进入磁场时为计时起点,下列描述线框所受安培力F随时间t变化关系的图中,不正确的是(  )

    发布:2024/12/29 20:30:1组卷:234引用:3难度:0.7
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