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磁懸浮列車是一種高速運(yùn)載工具，它由兩個(gè)系統(tǒng)組成．一是懸浮系統(tǒng)，利用磁力使車體在軌道上懸浮起來(lái)從而減小阻力．另一是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即利用磁場(chǎng)與固定在車體下部的感應(yīng)金屬線圈相互作用，使車體獲得牽引力，圖22就是這種磁懸浮列車電磁驅(qū)動(dòng)裝置的原理示意圖．即在水平面上有兩根很長(zhǎng)的平行軌道PQ和MN，軌道間有垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B₁和B₂，且B₁和B₂的方向相反，大小相等，即B₁=B₂=B．列車底部固定著繞有N匝閉合的矩形金屬線圈abcd（列車的車廂在圖中未畫出），車廂與線圈絕緣．兩軌道間距及線圈垂直軌道的ab邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)，兩磁場(chǎng)的寬度均與線圈的ad邊長(zhǎng)相同．當(dāng)兩磁場(chǎng)B_l和B₂同時(shí)沿軌道方向向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈會(huì)受到向右的磁場(chǎng)力，帶動(dòng)列車沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)．已知列車車廂及線圈的總質(zhì)量為M，整個(gè)線圈的總電阻為R．
（1）假設(shè)用兩磁場(chǎng)同時(shí)水平向右以速度v₀作勻速運(yùn)動(dòng)來(lái)起動(dòng)列車，為使列車能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，列車所受的阻力大小應(yīng)滿足的條件；
（2）設(shè)列車所受阻力大小恒為f，假如使列車水平向右以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)，求維持列車運(yùn)動(dòng)外界在單位時(shí)間內(nèi)需提供的總能量；
（3）設(shè)列車所受阻力大小恒為f，假如用兩磁場(chǎng)由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)來(lái)起動(dòng)列車，當(dāng)兩磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t₁時(shí)，列車正在向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)列車的速度為v₁，求兩磁場(chǎng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到列車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)所需要的時(shí)間t₀．

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磁懸浮列車是一種高速運(yùn)載工具，它由兩個(gè)系統(tǒng)組成．一是懸浮系統(tǒng)，利用磁力使車體在軌道上懸浮起來(lái)從而減小阻力．另一是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即利用磁場(chǎng)與固定在車體下部的感應(yīng)金屬線圈相互作用，使車體獲得牽引力，圖22就是這種磁懸浮列車電磁驅(qū)動(dòng)裝置的原理示意圖．即在水平面上有兩根很長(zhǎng)的平行軌道PQ和MN，軌道間有垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B₁和B₂，且B₁和B₂的方向相反，大小相等，即B₁=B₂=B．列車底部固定著繞有N匝閉合的矩形金屬線圈abcd（列車的車廂在圖中未畫出），車廂與線圈絕緣．兩軌道間距及線圈垂直軌道的ab邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)，兩磁場(chǎng)的寬度均與線圈的ad邊長(zhǎng)相同．當(dāng)兩磁場(chǎng)B_l和B₂同時(shí)沿軌道方向向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈會(huì)受到向右的磁場(chǎng)力，帶動(dòng)列車沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)．已知列車車廂及線圈的總質(zhì)量為M，整個(gè)線圈的總電阻為R．
（1）假設(shè)用兩磁場(chǎng)同時(shí)水平向右以速度v₀作勻速運(yùn)動(dòng)來(lái)起動(dòng)列車，為使列車能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，列車所受的阻力大小應(yīng)滿足的條件；
（2）設(shè)列車所受阻力大小恒為f，假如使列車水平向右以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)，求維持列車運(yùn)動(dòng)外界在單位時(shí)間內(nèi)需提供的總能量；
（3）設(shè)列車所受阻力大小恒為f，假如用兩磁場(chǎng)由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)來(lái)起動(dòng)列車，當(dāng)兩磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t₁時(shí)，列車正在向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)列車的速度為v₁，求兩磁場(chǎng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到列車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)所需要的時(shí)間t₀．

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磁懸浮列車是一種高速運(yùn)載工具，它具有兩個(gè)重要系統(tǒng)。一是懸浮系統(tǒng)，利用磁力（可由超導(dǎo)電磁鐵提供）使車體在導(dǎo)軌上懸浮起來(lái)與軌道脫離接觸從而減小阻力。另一是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即利用磁場(chǎng)與固定在車體下部的感應(yīng)金屬框相互作用，使車體獲得牽引力，下圖是實(shí)驗(yàn)列車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理示意圖。在水平面上有兩根很長(zhǎng)的平行軌道PQ和MN，軌道間有垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B₁和B₂，且B₁和B₂的方向相反，大小相等，即B₁=B₂=B。在列車的底部固定著繞有N匝相同的閉合矩形金屬線圈，并且與之絕緣。整個(gè)線圈的總電阻為R，每個(gè)矩形金屬線圈abcd垂直軌道的邊長(zhǎng)L_ab=L，且兩磁場(chǎng)的寬度均與金屬線圈ad的邊長(zhǎng)相同（列車的車廂在圖中未畫出）。當(dāng)兩磁場(chǎng)B₁和B₂同時(shí)沿導(dǎo)軌方向向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬框也會(huì)受到向右的磁場(chǎng)力，帶動(dòng)列車沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。已知列車車廂及線圈的總質(zhì)量為M，整個(gè)線圈的電阻為R。
（1）假設(shè)用兩磁場(chǎng)同時(shí)水平向右以速度v₀作勻速運(yùn)動(dòng)來(lái)起動(dòng)列車，為使列車能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，列車所受總的阻力大小應(yīng)滿足的條件；
（2）設(shè)列車所受阻力大小恒為f，假如使列車水平向右以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)，求維持列車運(yùn)動(dòng)外界在單位時(shí)間內(nèi)需提供的總能量；
（3）設(shè)列車所受阻力大小恒為f，假如用兩磁場(chǎng)由靜止沿水平向右做勻加速運(yùn)動(dòng)來(lái)起動(dòng)列車，當(dāng)兩磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t₁時(shí)，列車也正在以速度v₁向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求兩磁場(chǎng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后到列車開(kāi)始起動(dòng)所需要的時(shí)間t₀。

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磁懸浮列車是一種高速運(yùn)載工具，它由兩個(gè)系統(tǒng)組成，一是懸浮系統(tǒng)，利用磁力使車體在軌道上懸浮起來(lái)從而減小阻力。另一是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即利用磁場(chǎng)與固定在車體下部的感應(yīng)金屬線圈相互作用，使車體獲得牽引力，如圖就是這種磁懸浮列車電磁驅(qū)動(dòng)裝置的原理示意圖。即在水平面上有兩根很長(zhǎng)的平行軌道PQ和MN，軌道間有垂直軌道甲面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B₁和B₂，且B₁和B₂的方向相反，大小相等，即B₁=B₂=B。列車底部固定著繞有N匝閉合的矩形金屬線圈abcd（列車車廂在圖中未畫出），車廂與線圈絕緣，兩軌道間距及線圈垂直軌道的ab邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)，兩磁場(chǎng)的寬度均與線圈的ad邊長(zhǎng)度相同，當(dāng)兩磁場(chǎng)B₁和B₂同時(shí)沿軌道向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈會(huì)受到向右的磁場(chǎng)力，帶動(dòng)列車沿軌道運(yùn)動(dòng)。已知列車車廂及線圈的總質(zhì)量為M，整個(gè)線圈的電阻為R。
(1)假設(shè)用兩磁場(chǎng)同時(shí)水平向右以速度v₀做勻速運(yùn)動(dòng)來(lái)啟動(dòng)列車，為使列車能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，求列車所受的阻力大小應(yīng)滿足的條件；
(2)設(shè)列車所受阻力大小恒為f，假如使列車水平向右以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)，求維持列車運(yùn)動(dòng)外界在單位時(shí)間內(nèi)需提供的總能量；
(3)設(shè)列車所受阻力大小恒為f，假如用兩磁場(chǎng)由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)來(lái)啟動(dòng)列車，當(dāng)兩磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t₁時(shí)，列車正在向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)列車的速度為v₁，求從兩磁場(chǎng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到列車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)所需要的時(shí)間t₀。

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一、本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有一個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)是正確的；全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不選的得0分。

1．C    2．AD    3．A    4．D    5．AC    6．BCD    7．D    8．B   

9．BCD    10．ABD

二、本題共2小題，共18分。

11．（1）0.497m/s² （4分）    （2）①CD（1分），②天平（1分）

（3）（2分），偏大（2分）

12. ①I=0.44…………………（1分）      

I′=0.44………………（1分）

R=3608…………………（1分）     

R_x=3608 ………………（1分）

②作圖4分，有一處錯(cuò)誤則不得分

三、本題共4小題，共42分。

14．解：設(shè)電動(dòng)機(jī)線圈電阻為，5的電阻為，

則檢查故障時(shí)    ①

電動(dòng)機(jī)線圈阻值=6－=6－5=1    ②

設(shè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)線圈的電流為    ③

代入數(shù)據(jù)解得   ④

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：本題共10分，其中①③各3分，②④各2分。

15．解：對(duì)物塊B，由動(dòng)能定理得

   ①

對(duì)物塊A，由動(dòng)能定理得

     ②

解①②得：   ③

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：本題共10分，其中①②各3分，③4分。

16．解（1）根據(jù)照片縮小比例，可算得杠鈴被舉起的實(shí)際高度為

     ①

   （2）杠鈴在該過(guò)程中先向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)。   ②

由    ③

得   ④

   （3）豎直向上拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間    ⑤

勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度      ⑥

由牛頓第二定律

得   ⑦

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：本題共10分，其中①③⑥各2分，其余每式1分。

17．解（1）帶電粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)。

由牛頓定律得 ①

代入數(shù)據(jù)得   ②

（2）帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期

  ③

運(yùn)動(dòng)的時(shí)間   ④

帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

  ⑤

故粒子在電磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)所用的總時(shí)間

      ⑥  

   （3）如圖所示。