圖甲是磁懸浮實(shí)驗(yàn)車與軌道示意圖,圖乙是固定在車底部金屬框abcd(車廂與金屬框絕緣)與軌道上運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)的示意圖。水平地面上有兩根很長的平行直導(dǎo)軌PQ和MN,導(dǎo)軌間有豎直(垂直紙面)方向等間距的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2,二者方向相反。車底部金屬框的ad邊寬度與磁場(chǎng)間隔相等,當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2同時(shí)以恒定速度v0沿導(dǎo)軌方向向右運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬框會(huì)受到磁場(chǎng)力,帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)車沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。設(shè)金屬框垂直導(dǎo)軌的ab邊長L=0.20m、總電阻R=0.4Ω,實(shí)驗(yàn)車與線框的總質(zhì)量m=2.0kg,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=B2=1.0T,磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)速度v0=10m/s。已知懸浮狀態(tài)下,實(shí)驗(yàn)車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到恒定的阻力f=2N,求:
(1)設(shè)t=0時(shí)刻,實(shí)驗(yàn)車的速度為零,求金屬框受到的磁場(chǎng)力的大小和方向;
(2)求實(shí)驗(yàn)車的最大速率vm;
(3)實(shí)驗(yàn)車以最大速度做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),為維持實(shí)驗(yàn)車運(yùn)動(dòng),外界需提供的總功率是多少?
【考點(diǎn)】線圈進(jìn)出磁場(chǎng)的能量計(jì)算;線圈進(jìn)出磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)問題;線圈進(jìn)出磁場(chǎng)的電壓、電流、電荷量等電學(xué)量的計(jì)算.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/5/1 8:0:8組卷:67引用:3難度:0.4
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