電動(dòng)汽車(chē)具有零排放、噪聲低、低速階段提速快等優(yōu)點(diǎn)。隨著儲(chǔ)電技術(shù)的不斷提高,電池成本的不斷下降,電動(dòng)汽車(chē)逐漸普及。
(1)電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)汽車(chē)的核心動(dòng)力部件,其原理可以簡(jiǎn)化為如圖所示的裝置:無(wú)限長(zhǎng)平行光滑金屬導(dǎo)軌相距L,導(dǎo)軌平面水平,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì)。垂直于導(dǎo)軌放置一根質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN,導(dǎo)體棒在兩導(dǎo)軌之間的電阻為R,導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)。導(dǎo)軌平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。閉合開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì),該電動(dòng)勢(shì)總要削弱電源電動(dòng)勢(shì)的作用,我們把這個(gè)電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為反電動(dòng)勢(shì)E反,此時(shí)閉合回路的電流大小可用I=E-E反R來(lái)計(jì)算。求:
①導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度大小為v時(shí),導(dǎo)體棒的加速度a的大小;
②導(dǎo)體棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到穩(wěn)定的過(guò)程中電源消耗的總電能E電的大小。
(2)電動(dòng)汽車(chē)行駛過(guò)程中會(huì)受到阻力作用,已知阻力f與車(chē)速v的關(guān)系可認(rèn)為f=kv2(k為未知常數(shù))。某品牌電動(dòng)汽車(chē)的電動(dòng)機(jī)最大輸出功率為Pm,最高車(chē)速為vm,車(chē)載電池最大輸出電能為A,質(zhì)量為M。
①若電動(dòng)汽車(chē)始終以最大輸出功率啟動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間t0后電動(dòng)汽車(chē)的速度大小為v0,求該過(guò)程中阻力對(duì)電動(dòng)汽車(chē)所做的功Wf;
②若該車(chē)以速度v1(v1小于vm)在平直公路上勻速行駛時(shí),電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的總轉(zhuǎn)化率為η,求該電動(dòng)汽車(chē)在此條件下的最大行駛里程s。
I
=
E
-
E
反
R
【考點(diǎn)】導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式;電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類(lèi)問(wèn)題.
【答案】①導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度大小為v時(shí),導(dǎo)體棒的加速度a的大小為 ;
②導(dǎo)體棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到穩(wěn)定的過(guò)程中電源消耗的總電能E電的大小為。
(2)①該過(guò)程中阻力對(duì)電動(dòng)汽車(chē)所做的功Wf為-Pmt0;
②該電動(dòng)汽車(chē)在此條件下的最大行駛里程s為。
(
E
-
BL
v
)
BL
m
R
②導(dǎo)體棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到穩(wěn)定的過(guò)程中電源消耗的總電能E電的大小為
m
E
2
B
2
L
2
(2)①該過(guò)程中阻力對(duì)電動(dòng)汽車(chē)所做的功Wf為
1
2
M
v
2
0
②該電動(dòng)汽車(chē)在此條件下的最大行駛里程s為
η
A
v
3
m
P
v
2
1
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:277引用:1難度:0.4
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1.半徑為R的金屬圓環(huán)水平固定,電阻忽略不計(jì)。圓環(huán)內(nèi)存在與環(huán)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)體棒長(zhǎng)為L(zhǎng)(L>2R),其單位長(zhǎng)度電阻值為r。圖(a)中導(dǎo)體棒與圓環(huán)相切于O1點(diǎn),t=0時(shí)刻起,從圖示位置以速度v勻速向右運(yùn)動(dòng),棒始終與速度方向垂直。圖(b)中導(dǎo)體棒與圓環(huán)相切于O2點(diǎn),t=0時(shí)刻起,以O(shè)2點(diǎn)為軸從圖示位置起在水平面內(nèi)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)過(guò)180°,角速度為ω;導(dǎo)體棒掃過(guò)整個(gè)環(huán)面時(shí)與環(huán)接觸良好。
(1)分析說(shuō)明圖(a)中導(dǎo)體棒掃過(guò)整個(gè)環(huán)面過(guò)程中流過(guò)導(dǎo)體棒的電流變化情況;
(2)求圖(b)中導(dǎo)體棒兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與時(shí)間t的關(guān)系式;
(3)若圖(a)、圖(b)中導(dǎo)體棒掃過(guò)整個(gè)環(huán)面所用時(shí)間相同,試比較兩種情況中導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到虛線(xiàn)(圓環(huán)上直徑位置)處,流過(guò)兩導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流大小。發(fā)布:2024/12/30 1:0:6組卷:99引用:2難度:0.7 -
2.如圖甲所示,在水平面上有一豎直向下的足夠?qū)挼木匦蝿驈?qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.2T,區(qū)域長(zhǎng)度L=3m,在緊靠磁場(chǎng)的左邊界處的水平面上放置一正方形線(xiàn)框,匝數(shù)n=10,邊長(zhǎng)a=1m,線(xiàn)框電阻R=1Ω,質(zhì)量m=1kg?,F(xiàn)在線(xiàn)框上作用一水平恒力F,使線(xiàn)框從靜止開(kāi)始向右進(jìn)入磁場(chǎng)中,已知恒力F的大小為10N,線(xiàn)框與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,整個(gè)線(xiàn)框完全進(jìn)入磁場(chǎng)前已經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng),g=10m/s2。當(dāng)線(xiàn)框剛?cè)窟M(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí),磁場(chǎng)即以如圖乙所示規(guī)律變化。下列說(shuō)法正確的是( ?。?br />
發(fā)布:2024/12/29 23:30:1組卷:149引用:3難度:0.5 -
3.如圖,空間某區(qū)域內(nèi)存在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一正方形閉合金屬線(xiàn)框自磁場(chǎng)上方某處釋放后穿過(guò)磁場(chǎng),整個(gè)過(guò)程線(xiàn)框平面始終豎直,線(xiàn)框邊長(zhǎng)小于磁場(chǎng)區(qū)域上下寬度。以線(xiàn)框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),下列描述線(xiàn)框所受安培力F隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖中,不正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/29 20:30:1組卷:234引用:3難度:0.7
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