题目内容
【题目】某电磁缓冲车是利用电磁感应原理进行制动缓冲,它的缓冲过程可等效为:小车车底安装着电磁铁,可视为匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向下;水平地面固定着闭合矩形线圈abcd,线圈的总电阻为R,ab边长为L,如图所示(俯视)。缓冲小车水平通过线圈上方,线圈与磁场的作用使小车做减速运动,从而实现缓冲。已知小车总质量为m,受到地面的摩擦阻力为f,小车磁场刚抵达线圈时,速度大小为v0。求:
(1)小车磁场刚抵达线圈时,线圈中感应电流I的大小及ab段中电流的方向;
(2)小车缓冲过程中的最大加速度am的大小。
【答案】(1) 从a到b(2)
【解析】(1)磁场向右运动,则线圈相对磁场向左切割磁感线,有
E=BLv0,又I=E/R
得:I= BLv0/R
根据楞次定律,可判断电流方向从a到b
(2)小车磁场刚抵达线圈上方时,加速度最大,对线圈:F=BIL
根据牛顿第三定律小车受反作用力F1=BIL
对小车:F1+f=mam
解得:
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