信息技術(shù)與物理學(xué)科整合-資料下載頁
2025-02-12 13:39本頁面
【正文】 加（ B）中右邊單位利用單位：例 2(08天津 25題 22分 )磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具。它的驅(qū)動系統(tǒng)簡化為如下模型，固定在列車下端的動力繞組可視為一個矩形純電阻金屬框，電阻為 R，金屬框置于 xOy平面內(nèi)，長邊 MN長為 l，平行于 y軸，寬為 d的 NP邊平行于 x軸，如圖 1所示。列車軌道沿 Ox方向，軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場，磁感應(yīng)強度 B沿 Ox方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為 λ，最大值為 B0，如圖 2所示，金屬框同一長邊上各處的磁感應(yīng)強度相同，整個磁場以速度 v0沿 Ox方向勻速平移。設(shè)在短暫時間內(nèi)， MN、 PQ邊所在位置的磁感應(yīng)強度隨時間的變化可以忽略，并忽略一切阻力。列車在驅(qū)動系統(tǒng)作用下沿 Ox方向加速行駛，某時刻速度為 v (vv0)。 1)簡要敘述列車運行中獲得驅(qū)動力的原理；(2)為使列車獲得最大驅(qū)動力，寫出 MN、 PQ邊應(yīng)處于磁場中的什么位置及 λ與 d之間應(yīng)滿足的關(guān)系式；(3)計算在滿足第 (2)問的條件下列車速度為 v時驅(qū)動力的大小。(1)由于列車速度與磁場平移速度不同，導(dǎo)致穿過金屬框的磁通量發(fā)生變化，由于電磁感應(yīng)，金屬框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流受到的安培力即為驅(qū)動力。(2)為使列車獲得最大驅(qū)動力， MN、 PQ應(yīng)位于磁場中磁感應(yīng)強度同為最大值且反向的地方，這會使得金屬框所圍面積的磁通量變化率最大，導(dǎo)致框中電流最強，也會使得金屬框長邊中電流受到的安培力最大。因此， d應(yīng)為的 ?/2奇數(shù)倍，即或(3)由于滿足第 (2)問條件：則 MN、 PQ邊所在處的磁感應(yīng)強度大小均為 B0且方向總相反，經(jīng)短暫的時間 ?t，磁場沿 Ox方向平移的距離為 v0 ?t ，同時，金屬框沿 Ox方向移動的距離為 v ?t 。 解：因為 v0V，所以在 ?t時間內(nèi) MN邊掃過磁場的面積 ?t時間內(nèi)， MN邊左側(cè)穿過 S的磁通移進金屬框而引起框內(nèi)磁通量變化 ?t時間內(nèi)， PQ邊左側(cè)移出金屬框的磁通引起框內(nèi)磁通量變化 金屬框所圍面積的磁通量變化 金屬框中的感應(yīng)電動勢大小 MN邊所受的安培力 PQ邊所受的安培力 根據(jù)左手定則， MN、 PQ邊所受的安培力方向相同，此時列車驅(qū)動力的大小 總結(jié)：本問題和現(xiàn)實結(jié)合緊密，正是在磁懸浮列車在國內(nèi)建設(shè)之際編寫的。在這里從實際到模型的過程體現(xiàn)在提干和第一小問中。實際就是閉合線框在磁場中運動，產(chǎn)生感生電動勢、受到安培力這一模型。結(jié)合實際情況，設(shè)置了磁感強度隨空間變化，并以一定速度傳播這一特點。給問題增加了些難度，需要在頭腦中形成以動態(tài)圖畫，才能得到后兩問實現(xiàn)的模式。思考題：1. 均勻帶正電球體，以一半徑 r的中心為球心，以 r/2為直徑挖掉一小球。如圖。 P、 Q兩點距大球球心距離均為 l。則：（ ） OQ方向 。B. P點的電場不沿 OP方向 。 Q點的電場強度 。 D. Q點電場強度大于 P點的電場強度。OPQ2．普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念包含哪些內(nèi)容？ 參考文獻1. 《 大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué) 》 （第二版）張三慧 2023年 清華大學(xué)出版社 2. 《 物理學(xué)基礎(chǔ) 》 （第六版）（美）哈里德， 張三慧 李椿譯 2023年 機械工業(yè)出版社 3. 《 物理改變世界叢書 》 章立源 馮端等 2023年 科學(xué)出版社4. 《 從一到無窮大 》 (美 ) 2023科學(xué)出版社演講完畢，謝謝觀看！
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