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进入21世纪以来,航空航天技术得到了突飞猛进的发展,实现火箭回收利用,是一项前沿技术和热点技术。火箭对地碰撞力很大,为了减缓回收时碰撞,一种方案是在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分:①缓冲滑块,由高强绝缘材料制成,其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd;②火箭主体包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈(图中未画出),超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时,滑块立即停止运动,此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用,火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度,从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时,火箭主体的速度大小为v,经过时间t火箭着陆,速度恰好为零。线圈abcd的电阻为R,其余电阻忽略不计,ab边长为d,火箭主体质量为M,匀强磁场的磁感应强度大小为B,重力加速度为g,一切摩擦阻力不计。求:
(1)缓冲滑块刚停止运动时,线圈产生的电动势;
(2)缓冲滑块刚停止运动时,火箭主体的加速度大小;
(3)火箭主体的速度从v减到零的过程中系统产生的电能。

【答案】(1)缓冲滑块刚停止运动时,线圈ab边两端的电势差为Bdv;
(2)缓冲滑块刚停止运动时,火箭主体的加速度大小为(
B
2
d
2
v
MR
-
g
);
(3)火箭主体的速度从v0减到零的过程中系统产生的电能为(
M
2
g
R
v
+
gt
B
2
d
2
+
1
2
M
v
2
)。
【解答】
【点评】
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发布:2024/7/20 8:0:8组卷:48引用:3难度:0.4
相似题
  • 1.如图所示,固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨,垂直于导轨放置的两根金属棒MN和PQ长度也为l、电阻均为R,两棒与导轨始终接触良好。MN两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连,线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场,磁通量变化率为常量k。图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B.PQ的质量为m,金属导轨足够长、电阻忽略不计。
    (1)闭合S,若使PQ保持静止,需在其上加多大的水平恒力F,并指出其方向;
    (2)断开S,PQ在上述恒力作用下,由静止开始到速度大小为v的加速过程中流过PQ的电荷量为q,求该过程安培力做的功W。

    发布:2024/12/29 20:30:1组卷:3386引用:17难度:0.5
  • 2.2022年6月,我国首艘完全自主设计建造的航母“福建舰”下水亮相,除了引人注目的电磁弹射系统外,电磁阻拦索也是航母的“核心战斗力”之一,其原理是利用电磁感应产生的阻力快速安全地降低舰载机着舰的速度。如图所示为电磁阻拦系统的简化原理:舰载机着舰时关闭动力系统,通过绝缘阻拦索拉住轨道上的一根金属棒ab,金属棒ab瞬间与舰载机共速并与之一起在磁场中减速滑行至停下。已知舰载机质量为M,金属棒质量为m,接入导轨间电阻为r,两者以共同速度为v0进入磁场。轨道端点MP间电阻为R,不计其它电阻。平行导轨MN与PQ间距L,轨道间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度为B。除安培力外舰载机系统所受其它阻力均不计。求:
    (1)舰载机和金属棒一起运动的最大加速度a;
    (2)舰载机减速过程中金属棒ab中产生的焦耳热Qab
    (3)舰载机减速过程通过的位移x的大小。

    发布:2024/12/29 23:0:1组卷:259引用:4难度:0.4
  • 3.如图所示,足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面呈θ角,其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒在MN与PQ之间部分的电阻为R,当ab棒沿导轨下滑的距离为x时,棒的速度大小为v.则在这一过程中(  )

    发布:2024/12/29 20:30:1组卷:83引用:3难度:0.7
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