题目内容
【题目】据媒体报导，在武汉某在建公寓楼外墙上，体重80公斤的试验人员利用依附于建筑外墙的逃生轨道，从高楼40米处以1.5米/秒的速度下降，用时26秒安全抵达地面．这标志着中建三局工程技术研究院历时两年研发的磁力缓降高楼安全逃生装置试验成功．如图甲所示是依附建筑物架设的磁力缓降高楼安全逃生装置，具有操作简单、无需电能、逃生高度不受限制，下降速度可调、可控等优点．装置技术原理是根据电磁感应进行开发设计，由内设高强磁铁的载人装置与非铁磁性逃生轨道组成，铝管导轨与建筑外墙平行，垂直于地面．
装置原理可简化为：间距为
的两根竖直导轨上部连通，人和磁铁固定在一起沿导轨从静止经极短时间加速后共同匀速下滑，磁铁产生磁感应强度为
的匀强磁场．人和磁铁所经位置处，可等效为有一固定导体棒
与导轨相连，如图乙所示．在某次逃生试验中，测试者质量为
，装置从离地高
处开始下降，匀速时速度为
，已知与人一起下滑部分装置的质量
，重力加速度取
，且本次试验过程中恰好没有摩擦．
（1）本次试验导体棒中电流的方向和大小；
（2）本次试验从开始下降到脚刚着地过程系统产生的焦耳热（脚着地时装置距地高
）
（3）若该装置可调节的摩擦力最大为
，为保证安全，要求测试中下降的速度不超过
，求测试的最大载重
；
（4）要调节、控制下降速度，说说设计本装置时可采用的合理的措施．
【答案】（1）
，方向由
到
；（2）
.；（3）
.；（4）调节磁感应强度
，调节摩擦力
【解析】
（1）方向由到
解得：
（2）由能量守恒得：
.
（3）设回路电阻为
，则
解得最大载重
.
（4）调节磁感应强度，调节摩擦力．
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