【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)電磁推動(dòng)加噴氣推動(dòng)的火箭發(fā)射裝置,如圖所示.豎直固定在絕緣底座上的兩根長直光滑導(dǎo)軌,間距為L.導(dǎo)軌間加有垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場B.絕緣火箭支撐在導(dǎo)軌間,總質(zhì)量為m,其中燃料質(zhì)量為m′,燃料室中的金屬棒EF電阻為R,并通過電刷與電阻可忽略的導(dǎo)軌良好接觸.引燃火箭下方的推進(jìn)劑,迅速推動(dòng)剛性金屬棒CD(電阻可忽略且和導(dǎo)軌接觸良好)向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)回路CEFDC面積減少量達(dá)到最大值ΔS,用時(shí)Δt,此過程激勵(lì)出強(qiáng)電流,產(chǎn)生電磁推力加速火箭.在Δt時(shí)間內(nèi),電阻R產(chǎn)生的焦耳熱使燃料燃燒形成高溫高壓氣體,當(dāng)燃燒室下方的可控噴氣孔打開后,噴出燃?xì)膺M(jìn)一步加速火箭.

(1)求回路在Δt時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢的平均值及通過金屬棒EF的電荷量,并判斷金屬棒EF中的感應(yīng)電流方向;

(2)經(jīng)Δt時(shí)間火箭恰好脫離導(dǎo)軌,求火箭脫離時(shí)的速度v0;(不計(jì)空氣阻力)

(3)火箭脫離導(dǎo)軌時(shí),噴氣孔打開,在極短的時(shí)間內(nèi)噴射出質(zhì)量為m′的燃?xì)?噴出的燃?xì)庀鄬姎馇盎鸺乃俣葹閡,求噴氣后火箭增加的速度Δv。(提示:可選噴氣前的火箭為參考系)

【答案】(1)   金屬棒中電流方向?yàn)镋→F (2) -gΔt (3)

【解析】(1)根據(jù)電磁感應(yīng)定律有: ,
電荷量 ,根據(jù)楞次定律可知,電流方向?yàn)镋→F;
(2)平均感應(yīng)電流 ,平均安培力
設(shè)豎直向上為正,根據(jù)動(dòng)量定理得:(mg)△tmv0
解得:

(3)以火箭為參考系,設(shè)豎直向上為正,根據(jù)動(dòng)量守恒定律得:
-m′u+(m-m′)△v=0
解得:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的位移和路程的下列說法中正確的是(

A. 位移是矢量,位移的方向即質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向

B. 路程是標(biāo)量,即位移的大小

C. 質(zhì)點(diǎn)沿直線向某一方向運(yùn)動(dòng),通過的路程等于位移的大小

D. 物體通過的路程不等,位移可能相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】首先發(fā)現(xiàn)電流產(chǎn)生磁場的科學(xué)家是(

A. B. 阿基米德 C. 奧斯特 D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】A、B兩球沿一直線運(yùn)動(dòng)并發(fā)生正碰,如圖所示為兩球碰撞前后的位移時(shí)間圖象.a(chǎn)、b分別為A、B兩球碰前的位移圖象,C為碰撞后兩球共同運(yùn)動(dòng)的位移圖象,若A球質(zhì)量是m=2kg,則由圖象判斷下列結(jié)論正確的是()

A. A、B碰撞前的總動(dòng)量為3kgm/s B. 碰撞時(shí)A對B所施沖量為﹣4Ns

C. 碰撞前后A的動(dòng)量變化為4kgm/s D. 碰撞中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能為10J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,物塊A、B的質(zhì)量分別是mA4.0 kgmB3.0 kg.用輕彈簧拴接,放在光滑的水平地面上,物塊B右側(cè)與豎直墻相接觸.另有一物塊Ct0時(shí)以一定速度向右運(yùn)動(dòng),在t4 s時(shí)與物塊A相碰,并立即與A粘在一起不再分開,物塊Cvt圖像如圖乙所示.求:

(1)物塊C的質(zhì)量m;

(2)墻壁對物塊B4 s12 s的時(shí)間內(nèi)的沖量I的大小和方向;

(3)B離開墻后的過程中彈簧具有的最大彈性勢能Ep.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,物體受到沿斜面向下的拉力F作用靜止在粗糙斜面上,斜面靜止在水平地面上,則下列說法正確的是(  )

A. 斜面對物體的作用力的方向豎直向上

B. 斜面對物體可能沒有摩擦力

C. 撤去拉力F后物體仍能靜止

D. 水平地面對斜面沒有摩擦力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為單擺在兩次受迫振動(dòng)中的共振曲線,下列說法正確的是 ( )

A. 若兩次受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行,且擺長相同,則圖線Ⅱ表示月球上單擺的共振曲線

B. 若兩次受迫振動(dòng)是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行,則兩次擺長之比l1l 2 =4∶25

C. 圖線Ⅱ若是在地球上完成的,則該擺擺長約為1 m

D. 若擺長均為1 m,則圖線Ⅰ是在地球表面上完成的

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法中正確的是(  )

A. 氣體放出熱量,其分子的平均動(dòng)能可能增大

B. 某氣體的摩爾體積為V,每個(gè)分子的體積V0,則阿伏加德羅常數(shù)可表示為N A

C. 當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí),分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大

D. 第二類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律,但違反了熱力學(xué)第一定律

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在機(jī)器人大賽中,某機(jī)器人在平面內(nèi)由點(diǎn)(00)出發(fā),沿直線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)(31),然后又由點(diǎn)(3,1)沿直線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)(1,4),然后又由點(diǎn)(1,4)沿直線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)(5,5),最后又由點(diǎn)(55)沿直線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)(2,2),平面坐標(biāo)系橫、縱坐標(biāo)軸的單位長度為1m.整個(gè)過程中機(jī)器人所用時(shí)間是,則( 。

A. 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條直線

B. 機(jī)器人不會兩次通過同一點(diǎn)

C. 整個(gè)過程中機(jī)器人的位移大小為

D. 整個(gè)過程中機(jī)器人的位移與由點(diǎn)(5,5)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)(2,2)的位移方向相反

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