题目内容
超导磁悬浮列车是新型交通工具。其推进原理可以简化为如图所示模型:在水平面上相距L的两根平行直导轨间,有竖直方向大小为B的匀强磁场,相邻磁场区域的磁场方向相反。每个同向磁场区域的宽度均为L,整个磁场以速度
水平向右匀速运动,跨在两导轨间的长为L、宽为L的由
匝线圈串联而成的金属框
悬浮在导轨上方,在磁场力作用下也会向右运动。设金属框的总电阻为R,运动中所受到的阻力大小恒为
.求:
(1)金属框运行的最大速度
;
(2)金属框以最大速度运行时的电功率.
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解:(1)导体棒ad和bc各以相对磁场的速度(v-vm)切割磁感线运动
回路中产生的电动势为
(2分)
回路中电流为:
(2分)
线框受安培力
(2分)
依题意金属框达最大速度时受到的阻力与安培力平衡,则Ff=F合(2分)解得
(2分)
(2)由
(2分) 得
(3分)
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