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磁悬浮列车是一种高速交通工具,它具有两个重要系统:一个是悬浮系统,另一个是驱动系统。驱动系统的简化模型如下:左图是实验车与轨道示意图,右图是固定在实验车底部的金属框与轨道间的运动磁场的示意图。水平地面上有两根很长的平行直导轨,导轨间有垂直于水平面的等间距的匀强磁场(每个磁场的宽度与金属框的宽度相同),磁感应强度B1B2大小相同,相邻磁场的方向相反,所有磁场同时以恒定速度v0沿导轨方向向右运动,这时实验车底部的金属框将会受到向右的磁场力,带动实验车沿导轨运动。

设金属框总电阻R=1.6Ω,垂直于导轨的边长L=0.20m,实验车与金属框的总质量m=2.0kg,磁感应强度B1=B2=B=1.0T,磁场运动速度v0=10m/s。回答下列问题:

1t=0时刻,实验车的速度为零,求此时金属框受到的磁场力的大小和方向;

2)已知磁悬浮状态下,实验车运动时受到的阻力恒为f1=0.20N,求实验车的最大速率vm

3)若将该实验车A与另外一辆质量相等但没有驱动装置的磁悬浮实验车P挂接,设AP挂接后共同运动所受阻力恒为f2=0.50NAP挂接并经过足够长时间后已达到了最大速度,这时撤去驱动磁场,保留磁悬浮状态,AP所受阻力f2保持不变,那么撤去驱动磁场后AP还能滑行多远?

 


答案

解:

1F0=1.0N,方向向右  

2vm=8.0 m/s  

3 s=100 m

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