问题 计算题

如图所示是一种磁动力电梯的模拟机,即在竖直平面内有两根很长的平行竖直轨道,轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2,且B1和B2的方向相反,B1=B2=1T,电梯桥厢固定在如图所示的一个用超导材料制成的金属框abcd内(电梯桥厢在图中未画出),并且与之绝缘。电梯载人时的总质量为m=5×103kg,所受阻力大小为Ff=500N,金属框垂直轨道的边长为Lcd=2m,两磁场的宽度均与金属框的边长Lac相同,金属框整个回路的电阻为R=1.0×10-3Ω,问:

(1)假如两磁场始终竖直向上做匀速运动。设计要求电梯以v1=10m/s的速度向上匀速运动,那么,磁场向上运动的速度v0应该为多大?

(2)假如t=0时两磁场由静止开始向上做匀加速运动,加速度大小为a=1.5m/s2,电梯可近似认为过一小段时间后也由静止开始向上做匀加速运动,t=5s末电梯的速度多大?电梯运动的时间内金属框中消耗的电功率多大?从电梯开始运动到t=5s末时间内外界提供给系统的总能量为多大?

答案

解:(1)电梯向上匀速运动时,框中感应电流大小为I=2B1Lcd(v0-v1)/R

金属框所受安培力F=2B1ILcd

安培力大小与重力和阻力之和相等,所以F=mg+Ff

即4B12Lcd2(v0-v1)/R=mg+Ff

可得:v0=13.2m/s

(2)电梯向上匀加速运动时,金属框中感应电流大小为I=2B1Lcd(v2-v1)/R

金属框所受安培力F=2B1ILcd

由牛顿定律得:F-mg-Ff=ma

即4B12Lcd2(at-v1)/R-mg-Ff=ma

解得:v1=at-(mg+ma+Ff)R /4B12Lcd2=3.9m/s

金属框中感应电流为:I=2B1Lcd(at-v1)/R=1.44×104A

金属框中的电功率为:P1=I2R=2.07×105W

电梯上升高度为h=v12/2a=5.07m

上升时间为t'=v1/a=2.6s

外界提供的总能量为E=mgh+Ffh+mv12+P1t'=8.3×105J

阅读理解与欣赏

”阅读下面选段,完成后面题目。(5分)

食品添加剂之“瘦肉精”

“瘦肉精”是个什么东西?学名叫β一肾上腺能受体激动剂类化合物,包括盐酸克伦特罗、莱克多巴胺、沙丁胺醇等十几种物质。很多这类化合物都是人用药,治哮喘病的,临床上广泛使用。

上世纪80年代初,美国学者发现动物喂盐酸克伦特罗,可提高瘦肉率和饲料转化率,经济效益好。后来,美国又研究出毒性小、代谢快的替代品——莱克多巴胺,只要严格掌握剂量、执行停药期规定,几乎不会在动物体内残留。美国、加拿大、墨西哥等20多个国家先后批准将莱克多巴胺用于猪、牛、羊等动物养殖。不过,各国也制定了严格的残留限量。

上世纪90年代初,“瘦肉精”引入我国。但后来发现,不当使用“瘦肉精”,残留超标,危害人体健康,特别是盐酸克伦特罗容易引起中毒,会产生头晕、心悸、肌肉震颤、呼吸急促。我国随即对“瘦肉精”说“不”。2002年,农业部会同卫生部、国家药监局联合发布瘦肉精禁用目录,包括盐酸克伦特罗、莱克多巴胺等7种物质。最高人民法院和最高人民检察院明确了非法生产、销售、使用瘦肉精的量刑依据。

饲喂瘦肉精的猪,瘦肉多,颜色红,卖相好。一些屠宰场和猪贩子高价收购,养殖户使用很简便,抓把药面搅进饲料里就得。而且,还有深厚的背景原因:一是生产经营高度分散,目前全国有生猪养殖场户6000多万个,其中年出栏500头以上的只占约30%,大部分是小猪场、散户养,监管难度大,违法成本低。二是长期以来我国农业的首要任务是保障农产品数量安全,农业基础设施、产业体系和技术体系大多围绕增产建立,而质量安全保障体系建设明显滞后。

瘦肉精的引入、应用到禁止,本身就折射出我国农业发展转型升级的轨迹。再比如农药兽药残留问题、植物生长调节剂问题,这都是温饱有余之后遇到的新矛盾。

(摘自《人民日报》2011年5月26日,有改动)

小题1:.本文的说明对象是什么?试用简洁的语言概括本文的说明内容。(3分)

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小题2:.任意列举文中所运用的一种说明方法,并指出其在文中的作用。(2分)

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选择题