磁懸浮鐵路是利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的吸引力或排斥力將車輛托起。使整個列車懸浮在導軌上,利用電磁力進行導向,利用直流電機將電能直接轉(zhuǎn)換成推動列車前進的動能。它清除了輪軌之間的接觸,無摩擦阻力,線路垂直負荷小,時速高,無污染,安全,可靠,舒適.其應用具有廣泛前景。采用直流電機模式獲得驅(qū)動力的列車可簡化為如下情境:固定在列車下端的矩形金屬框隨車平移,金屬框與軌道平行的一邊長為d。軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面磁場,如圖乙所示,磁感應強度隨到MN邊界的距離大小而按圖丙所呈現(xiàn)的正弦規(guī)律變化,其最大值為B0。磁場以速度v1、列車以速度v2沿相同的方向勻速行駛,且v1>v2,從而產(chǎn)生感應電流,金屬線框受到的安培力即為列車行駛的驅(qū)動力。設金屬框電阻為R,軌道寬為l,求:
(1)線框在運動過程中所受安培力的最大值;
(2)如圖丙所示,t=0時刻線框左右兩邊恰好和磁場Ⅰ兩邊界重合,寫出線框中感應電流隨時間變化的表達式;
(3)從t=0時刻起列車勻速行駛s距離的過程中,矩形金屬線框產(chǎn)生的焦耳熱。
【考點】正弦式交變電流的函數(shù)表達式及推導;閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達式;導體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢;電磁感應過程中的能量類問題;電磁感應過程中的動力學類問題.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:97引用:1難度:0.6
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