题目内容
磁悬浮列车的原理如图所示，在水平面上，两根平行直导轨间有竖直方向且等距离的匀强磁场B1和B2，导轨上有金属框abcd．当匀强磁场B1和B2同时以v沿直导轨向右运动时，金属框也会沿直导轨运动．设直导轨间距为L＝0.4m，B1＝B2＝1T，磁场运动的速度为v＝5m/s．金属框的电阻R＝2Ω，试求：
①金属框为什么会运动？若金属框不受阻力时，金属框如何运动？
②当金属框始终受到f＝1N的阻力时，金属框最大速度是多少？
③当金属框始终受到1N阻力时，要使金属框维持最大速度，每秒钟需消耗多少能量？这些能量是谁提供的？
答案：
解析：
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①当匀强磁场B1和B2向右运动时，金属框相对磁场向左运动，于是在金属框abcd中生产的逆时针方向的感生电流，同时受到向右方向的安培力，所以金属框跟随匀强磁场向右运动．金属框开始受到安培力作用，做加速运动，当速度增大到5m/s时，金属框相对匀强磁场静止，于是后来金属框将处于匀速运动状态． ②当金属框始终受到1N阻力时，则有： 2BIL＝f，I＝ ③消耗能量由两部分组成，一是转化为abcd金属框中热能，二是克服阻力作功，所以消耗功率P＝I2R＋fvm＝5W．这些能量是由磁场提供的． |
；解之得：vm＝1.9m/s．
练习册系列答案
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（3）当金属框始终受到1N的阻力时，要使金属框维持最大速度，每秒钟需要消耗多少能量？这些能量是谁提供的？
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