某种超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起,同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力。其推进原理可以简化为如图所示的电磁驱动模型:在水平面上相距d=2m的两根平行直导轨间,有竖直方向等距离分布、方向相反的匀强磁场B1和B2,且B1=B2=1T,每个磁场分布区间的长都是a,相间排列,所有这些磁场都以速度v0=20m/s向右匀速平动。这时跨在两导轨间的长为a、宽为d=2m的金属框MNQP(固定在列车底部、绝缘并悬浮在导轨正上方)在磁场力作用下也将会向右运动。设金属框的总电阻为R=1Ω,在题设条件下,假设金属框运动过程中所受到的阻力恒为f=80N,求:
(1)金属框刚启动瞬间金属框产生的电流大小I;
(2)当金属框向右运动的速度为v=5m/s时,金属框中的安培力大小F;
(3)金属框能达到的最大速度vm及此后金属框中每秒钟产生的焦耳热Q。

【答案】(1)金属框刚启动瞬间金属框产生的电流大小I为80A;
(2)金属框中的安培力大小F为240N;
(3)金属框能达到的最大速度vm为15m/s,此后金属框中每秒钟产生的焦耳热Q为400J。
(2)金属框中的安培力大小F为240N;
(3)金属框能达到的最大速度vm为15m/s,此后金属框中每秒钟产生的焦耳热Q为400J。
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/28 8:0:9组卷:563引用:4难度:0.4
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(2)断开S,PQ在上述恒力作用下,由静止开始到速度大小为v的加速过程中流过PQ的电荷量为q,求该过程安培力做的功W。发布:2024/12/29 20:30:1组卷:3381引用:17难度:0.5 -
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发布:2024/12/29 20:30:1组卷:83引用:3难度:0.7