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利用悬停直升机空投救灾物资(如图甲)时对于有些物资只能从不高于h=20m处自由释放才能安全着地,但实际直升机能够安全悬停的高度比h要高得多,直接空投会造成损失。为解决这一问题,研究小组设计了一台限速装...
题目内容:
利用悬停直升机空投救灾物资(如图甲)时对于有些物资只能从不高于h=20m处自由释放才能安全着地,但实际直升机能够安全悬停的高度比h要高得多,直接空投会造成损失。为解决这一问题,研究小组设计了一台限速装置,不论从多高处释放物资,最终都能以安全速度着地。该装置简化工作原理如图乙所示,竖直绝缘圆盘可以绕圆心O自由转动,其上固定半径分别为r1=1m和r2=0.5m的两个同心金属圆环,连接两圆环的金属杆EF的延长线通过圆心O,足够长的不可伸长的轻质细绳一端缠绕在大金属圆环上,另一端通过光滑滑轮挂救灾物资,圆环上的a点和b点通过电刷连接可调电阻R,两圆环之间区域存在垂直于圆盘平面向内的勺强磁场,磁感应强度B=40T。(细绳与大金属圆环间没有滑动,金属杆、金属圆环、导线及电刷的电阻均不计,空气阻力及一切摩擦均不计,重力加速度g=10m/s+)
(1)求医药物资能安全着地的最大速度;
(2)利用该装置使医药物资以最大安全速度匀速下降,求此时电阻R两端的电势差;
(3)若医药物资的质量m=60kg,应如何设置可调电阻R的阻值?
(4)试推导质量为m的医药物资在匀速下降时,金属杆EF所受安培力与重力的大小关系。
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