渦流制動是磁懸浮列車在高速運(yùn)行時進(jìn)行制動的一種方式。某研究所制成如圖所示的車和軌道模型來定量模擬磁懸浮列車的渦流制動過程。車廂下端安裝有電磁鐵系統(tǒng)，能在長為，寬的矩形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生豎直方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度可隨車速的減小而自動增大（由車內(nèi)速度傳感器控制），但最大不超過，將長大于，寬也為的單匝矩形線圈，間隔鋪設(shè)在軌道正中央，其間隔也為，每個線圈的電阻為，導(dǎo)線粗細(xì)忽略不計(jì)。在某次實(shí)驗(yàn)中，模型車速度為時，啟動電磁鐵系統(tǒng)開始制動，車立即以加速度做勻減速直線運(yùn)動，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到時就保持不變，直到模型車停止運(yùn)動。已知模型車的總質(zhì)量為，空氣阻力不計(jì)。不考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象以及線圈激發(fā)的磁場對電磁鐵產(chǎn)生磁場的影響。
（1）試分析模型車制動的原理；
（2）電磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到最大時，模型車的速度為多大；
（3）模型車的制動距離為多大。

解：（1）磁場對矩形線圈有向右的作用力，則矩形線圈對電磁鐵有向左的作用力，阻礙模型車的運(yùn)動
（2）勻減速運(yùn)動
當(dāng)T時，，
（3）勻減速運(yùn)動
此后任一極小時間內(nèi)
求和
代入數(shù)據(jù)得
 
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

渦流制動是磁懸浮列車在高速運(yùn)行時進(jìn)行制動的一種方式．某研究所制成如圖所示的車和軌道模型來定量模擬磁懸浮列車的渦流制動過程．車廂下端安裝有電磁鐵系統(tǒng)，能在長為L1=0.6m，寬L2=0.2m的矩形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生豎直方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度可隨車速的減小而自動增大（由車內(nèi)速度傳感器控制），但最大不超過B1=2T，將長大于L1，寬也為L2的單匝矩形線圈，間隔鋪設(shè)在軌道正中央，其間隔也為L2，每個線圈的電阻為R1=0.1Ω，導(dǎo)線粗細(xì)忽略不計(jì)．在某次實(shí)驗(yàn)中，模型車速度為v0=20m/s時，啟動電磁鐵系統(tǒng)開始制動，車立即以加速度a1=2m/s2做勻減速直線運(yùn)動，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到B1時就保持不變，直到模型車停止運(yùn)動．已知模型車的總質(zhì)量為m1=36kg，空氣阻力不計(jì)．不考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象以及線圈激發(fā)的磁場對電磁鐵產(chǎn)生磁場的影響．
（1）試分析模型車制動的原理；
（2）電磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到最大時，模型車的速度為多大；
（3）模型車的制動距離為多大．

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科目：高中物理 來源： 題型：

渦流制動是磁懸浮列車在高速運(yùn)行時進(jìn)行制動的一種方式，某研究所用制成的車和軌道模型來定量模擬磁懸浮列車的渦流制動過程．如圖所示，模型車的車廂下端安裝有電磁鐵系統(tǒng)，電磁鐵系統(tǒng)能在其下方的水平軌道（間距為L1）中的長為L1、寬為L2的矩形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場，該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下．將長大于L1、寬為L2的單匝矩形線圈等間隔鋪設(shè)在軌道正中央，其間隔也為L2．每個線圈的電阻為R，導(dǎo)線粗細(xì)忽略不計(jì)．在某次實(shí)驗(yàn)中，啟動電磁系統(tǒng)開始制動后，電磁鐵系統(tǒng)剛好完整滑過了n個線圈．已知模型車的總質(zhì)量為m，空氣阻力不計(jì)．求：
（1）在電磁鐵系統(tǒng)的磁場全部進(jìn)入任意一個線圈的過程中，通過線圈的電荷量q；
（2）在剎車過程中，線圈所產(chǎn)生的總電熱Q；
（3）電磁鐵系統(tǒng)剛進(jìn)入第k（k＜n）個線圈時，線圈中的電功率P．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

渦流制動是一種利用電磁感應(yīng)原理工作的新型制動方式，它的基本原理如圖甲所示．水平面上固定一塊鋁板，當(dāng)一豎直方向的條形磁鐵在鋁板上方幾毫米高度上水平經(jīng)過時，鋁板內(nèi)感應(yīng)出的渦流會對磁鐵的運(yùn)動產(chǎn)生阻礙作用．渦流制動是磁懸浮列車在高速運(yùn)行時進(jìn)行制動的一種方式．某研究所制成如圖乙所示的車和軌道模型來定量模擬磁懸浮列車的渦流制動過程．車廂下端安裝有電磁鐵系統(tǒng)，能在長為L1=0.6m，寬L2=0.2m的矩形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生豎直方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度可隨車速的減小而自動增大（由車內(nèi)速度傳感器控制），但最大不超過B1=2T，將鋁板簡化為長大于L1，寬也為L2的單匝矩形線圈，間隔鋪設(shè)在軌道正中央，其間隔也為L2，每個線圈的電阻為R1=0.1Ω，導(dǎo)線粗細(xì)忽略不計(jì)．在某次實(shí)驗(yàn)中，模型車速度為v0=20m/s時，啟動電磁鐵系統(tǒng)開始制動，車立即以加速度a1=2m/s2做勻減速直線運(yùn)動，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到B1時就保持不變，直到模型車停止運(yùn)動．已知模型車的總質(zhì)量為m1=36kg，空氣阻力不計(jì)．不考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象以及線圈激發(fā)的磁場對電磁鐵產(chǎn)生磁場的影響．
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（1）電磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到最大時，模型車的速度為多大？
（2）模型車的制動距離為多大？
（3）為了節(jié)約能源，將電磁鐵換成若干個并在一起的永磁鐵組，兩個相鄰的磁鐵磁極的極性相反，且將線圈改為連續(xù)鋪放，如圖丙所示，已知模型車質(zhì)量減為m2=20kg，永磁鐵激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B2=0.1T，每個線圈匝數(shù)為N=10，電阻為R2=1Ω，相鄰線圈緊密接觸但彼此絕緣．模型車仍以v0=20m/s的初速度開始減速，為保證制動距離不大于80m，至少安裝幾個永磁鐵？

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年度江蘇省蘇州市高三上學(xué)期期末調(diào)研測試物理卷 題型：計(jì)算題

渦流制動是磁懸浮列車在高速運(yùn)行時進(jìn)行制動的一種方式，某研究所用制成的車和軌道模型來定量模擬磁懸浮列車的渦流制動過程．如圖所示，模型車的車廂下端安裝有電磁鐵系統(tǒng)，電磁鐵系統(tǒng)能在其下方的水平軌道（間距為L1）中的長為L1、寬為L2的矩形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場，該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下．將長大于L1、寬為L2的單匝矩形線圈等間隔鋪設(shè)在軌道正中央，其間隔也為L2．每個線圈的電阻為R，導(dǎo)線粗細(xì)忽略不計(jì)．在某次實(shí)驗(yàn)中，啟動電磁系統(tǒng)開始制動后，電磁鐵系統(tǒng)剛好完整滑過了n個線圈．已知模型車的總質(zhì)量為m，空氣阻力不計(jì)．求：

【小題1】在電磁鐵系統(tǒng)的磁場全部進(jìn)入任意一個線圈的過程中,通過線圈的電荷量q；
【小題2】在剎車過程中，線圈所產(chǎn)生的總電熱Q；
【小題3】電磁鐵系統(tǒng)剛進(jìn)入第k（k < n）個線圈時，線圈中的電功率P．
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科目：高中物理 來源：2012屆度江蘇省蘇州市高三上學(xué)期期末調(diào)研測試物理卷 題型：計(jì)算題

渦流制動是磁懸浮列車在高速運(yùn)行時進(jìn)行制動的一種方式，某研究所用制成的車和軌道模型來定量模擬磁懸浮列車的渦流制動過程．如圖所示，模型車的車廂下端安裝有電磁鐵系統(tǒng)，電磁鐵系統(tǒng)能在其下方的水平軌道（間距為L1）中的長為L1、寬為L2的矩形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場，該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下．將長大于L1、寬為L2的單匝矩形線圈等間隔鋪設(shè)在軌道正中央，其間隔也為L2．每個線圈的電阻為R，導(dǎo)線粗細(xì)忽略不計(jì)．在某次實(shí)驗(yàn)中，啟動電磁系統(tǒng)開始制動后，電磁鐵系統(tǒng)剛好完整滑過了n個線圈．已知模型車的總質(zhì)量為m，空氣阻力不計(jì)．求：

1.在電磁鐵系統(tǒng)的磁場全部進(jìn)入任意一個線圈的過程中,通過線圈的電荷量q；

2.在剎車過程中，線圈所產(chǎn)生的總電熱Q；

3.電磁鐵系統(tǒng)剛進(jìn)入第k（k < n）個線圈時，線圈中的電功率P．

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