摘要：21． 如图所示.在y≥0的区域内存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场.磁感应强度大小为B,水平虚线MN.PQ区域内有水平向右电场强度的大小的匀强电场.半径为R的光滑绝缘空心半圆细管AD0固定在竖直平面内.圆心O.在MN上.直径AO垂直于MN.一质量为m.电荷量为q的带正电小球从半圆管的A点由静止滑人管内.重力加速度为g.求: (1)小球从A到0点的过程中.电场力对带正电小球所做的功. (2)小球到达0点时.对半圆管的作用力大小. (3)若小球从D点射出后.能穿过电场区域再次经过y轴.则电场区域的高度H应大于多少. 22． 磁悬浮铁路系统是一种新型的交通运输系统.它是利 用电磁系统产生的吸引力或排斥力将车辆托起.使整个列 车悬浮在导轨上.同时利用电磁力进行驱动.采用直线电 机模式获得驱动力的列车可简化为如下情景:固定在列车 下端的矩形金属框随车平移,轨道区域内存在垂直于金属 框平面的磁场.磁感应强度沿Ox方向按正弦规律分布. 最大值为B0.其空间变化周期为2d.整个磁场以速度v1沿ox方向向前高速平移.由于列车沿Ox方向匀速行驶速度v2与磁场平移速度不同.而且v1>v2.列车相对磁场以v1- v2的速度向后移动切割磁感线.金属框中会产生感应电流.该电流受到的向前安培力即为列车向前行驶的驱动力.设金属框电阻为R.长PQ=L.宽NP=d.求: (1)如图为列车匀速行驶时的某一时刻.MN. PQ均处于磁感应强度最大值处.此时金 属框内感应电流的大小和方向. (2)列车匀速行驶s距离的过程中.矩形金属 线框产生的焦耳热. (3)列车匀速行驶时所获得的最大驱动力的大 小.并定性四出驱动力功率随时间变化在时间内的关系图线.

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