當(dāng)磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)帶動(dòng)導(dǎo)體一起運(yùn)動(dòng)，這種作用稱為“電磁驅(qū)動(dòng)”?！半姶膨?qū)動(dòng)”在生產(chǎn)生活中有著非常廣泛的應(yīng)用。
（1）如圖1所示，兩條相距L=1m的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，其左端接一阻值為R0=2Ω的電阻。矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0=1T、方向豎直向下，金屬桿ab位于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)且靜置在導(dǎo)軌上。若磁場(chǎng)區(qū)域以速度v0=6m/s勻速向右運(yùn)動(dòng)，金屬桿會(huì)在安培力的作用下運(yùn)動(dòng)起來(lái)。除R0外其它電阻不計(jì)。請(qǐng)判斷金屬桿中的感應(yīng)電流方向，并計(jì)算金屬桿初始時(shí)電流I0的大小。
（2）某種磁懸浮列車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可簡(jiǎn)化為如下模型：固定在列車下端的動(dòng)力繞組可視為一個(gè)矩形純電阻金屬框，電阻為R，金屬框置于xOy平面內(nèi)，長(zhǎng)為l的MN邊平行于y軸，寬為d的NP邊平行于x軸，如圖2所示。列車軌道沿Ox方向，軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿Ox方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為λ，最大值為Bm，如圖3所示，且金屬框同一長(zhǎng)邊上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度均相同。當(dāng)整個(gè)磁場(chǎng)以速度v沿Ox方向勻速平移時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)金屬框的作用力充當(dāng)驅(qū)動(dòng)力，使列車沿Ox方向加速行駛。某時(shí)刻，列車速度為v′（v′＜v），MN邊所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度恰為Bm。設(shè)在短暫時(shí)間內(nèi)，MN、PQ邊所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化可以忽略，并忽略一切阻力。
a.若d=3λ4，求此刻列車的驅(qū)動(dòng)力F的大小；
b.為使列車在此刻能獲得最大驅(qū)動(dòng)力，請(qǐng)寫(xiě)出λ與d之間應(yīng)滿足的關(guān)系式，并計(jì)算最大驅(qū)動(dòng)力的瞬時(shí)功率Pm。
3
λ
4
【考點(diǎn)】導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式；法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和表達(dá)式；電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類問(wèn)題．
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書(shū)面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：153引用：1難度：0.4
相似題
-
1．半徑為R的金屬圓環(huán)水平固定，電阻忽略不計(jì)。圓環(huán)內(nèi)存在與環(huán)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)體棒長(zhǎng)為L(zhǎng)（L＞2R），其單位長(zhǎng)度電阻值為r。圖（a）中導(dǎo)體棒與圓環(huán)相切于O1點(diǎn)，t=0時(shí)刻起，從圖示位置以速度v勻速向右運(yùn)動(dòng)，棒始終與速度方向垂直。圖（b）中導(dǎo)體棒與圓環(huán)相切于O2點(diǎn)，t=0時(shí)刻起，以O(shè)2點(diǎn)為軸從圖示位置起在水平面內(nèi)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)過(guò)180°，角速度為ω；導(dǎo)體棒掃過(guò)整個(gè)環(huán)面時(shí)與環(huán)接觸良好。
（1）分析說(shuō)明圖（a）中導(dǎo)體棒掃過(guò)整個(gè)環(huán)面過(guò)程中流過(guò)導(dǎo)體棒的電流變化情況；
（2）求圖（b）中導(dǎo)體棒兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與時(shí)間t的關(guān)系式；
（3）若圖（a）、圖（b）中導(dǎo)體棒掃過(guò)整個(gè)環(huán)面所用時(shí)間相同，試比較兩種情況中導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到虛線（圓環(huán)上直徑位置）處，流過(guò)兩導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流大小。發(fā)布：2024/12/30 1:0:6組卷：97引用：2難度：0.7 -
2．如圖甲所示，在水平面上有一豎直向下的足夠?qū)挼木匦蝿驈?qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.2T，區(qū)域長(zhǎng)度L=3m,在緊靠磁場(chǎng)的左邊界處的水平面上放置一正方形線框，匝數(shù)n=10，邊長(zhǎng)a=1m,線框電阻R=1Ω，質(zhì)量m=1kg?，F(xiàn)在線框上作用一水平恒力F，使線框從靜止開(kāi)始向右進(jìn)入磁場(chǎng)中，已知恒力F的大小為10N，線框與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，整個(gè)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)前已經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng)，g=10m/s2。當(dāng)線框剛?cè)窟M(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，磁場(chǎng)即以如圖乙所示規(guī)律變化。下列說(shuō)法正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/29 23:30:1組卷：143引用：3難度：0.5 -
3．如圖，空間某區(qū)域內(nèi)存在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一正方形閉合金屬線框自磁場(chǎng)上方某處釋放后穿過(guò)磁場(chǎng)，整個(gè)過(guò)程線框平面始終豎直，線框邊長(zhǎng)小于磁場(chǎng)區(qū)域上下寬度。以線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，下列描述線框所受安培力F隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖中，不正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：231引用：3難度：0.7
把好題分享給你的好友吧~~