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磁懸浮列車的知識產權

(1)當勻強磁場B 1和B 2向右移動時,金屬框架相對於磁場向左移動,於是在金屬框架abcd中產生逆時針方向的感應電流,同時金屬框架隨著勻強磁場向右移動,金屬框架在安培力的作用下開始加速。當速度增加到5m/s時,金屬框架相對於均勻磁場是靜止的,所以金屬框架會更晚。

(2)當金屬框架始終受到1N的阻力時,設金屬框架的最大速度為v 1,磁場固定,相當於金屬絲框架以(v-v 1)的速度向左移動產生感應電動勢。根據右手定則,ad側和bc側都產生感應電動勢,相當於串聯狀態。線框中的總感應電動勢為

E=2BL(v-v 1)?

感應電流為I = e r = 2bl (v-v1) r。

安培力對線框的合力為f = 2bil = 4b2l2 (v-v1) r。

根據線框的平衡條件:

F an =f

那麽:4b2l2 (v-v1) r = f。

解決方法是v 1 = 4 b2l 2v-fr 4 b2l 2 = 1.9m/s。

(3)消耗的能量由兩部分組成,壹部分在abcd金屬框架中轉化為熱能,另壹部分是克服阻力做功,所以消耗的功率為

P=I 2 R+fv,

在解中代入,P=5W?

然後呢?要維持金屬框架的最大速度,每秒需要5J的能量。

這些能量是由磁場提供的。

答:

(1)金屬框架為什麽會動?如果金屬框架沒有受到抵抗,就會處於勻速運動狀態。

(2)當金屬框架總是受到f=1N的阻力時,金屬框架的最大速度為1.9m/s .

(3)當金屬框架始終受到1N的阻力時,要維持金屬框架的最大速度,需要每秒5J的能量,這個能量是由磁場提供的。

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