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(gè)列車懸浮在導(dǎo)軌上，利用電磁力進(jìn)行導(dǎo)向，利用直流電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)換成推動(dòng)列車前進(jìn)的動(dòng)能。它清除了輪軌之間的接觸，無(wú)摩擦阻力，線路垂直負(fù)荷小，時(shí)速高，無(wú)污染，安全，可靠，舒適．其應(yīng)用具有廣泛前景。采用直流電機(jī)模式獲得驅(qū)動(dòng)力的列車可簡(jiǎn)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(zhǎng)為d。軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面磁場(chǎng)，如圖乙所示，磁感應(yīng)強(qiáng)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(chǎng)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(yīng)電流，金屬線框受到的安培力即為列車行駛的驅(qū)動(dòng)力。設(shè)金屬框電阻為R，軌道寬為l,求：
（1）線框在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受安培力的最大值；
（2）如圖丙所示，t=0時(shí)刻線框左右兩邊恰好和磁場(chǎng)Ⅰ兩邊界重合，寫出線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的表達(dá)式；
（3）從t=0時(shí)刻起列車勻速行駛s距離的過(guò)程中，矩形金屬線框產(chǎn)生的焦耳熱。
【考點(diǎn)】正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式及推導(dǎo)；電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類問(wèn)題；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電磁感應(yīng)過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)類問(wèn)題．
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：96引用：1難度：0.6
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1．如圖所示，匝數(shù)為100的矩形導(dǎo)線圈abcd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈的面積為0.08m2、電阻為1Ω．線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO'以角速度20πrad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)滑環(huán)與阻值為19Ω的電阻R連接，V為理想交流電壓表．下列說(shuō)法正確的是（ ?。?/h2>22πT發(fā)布：2024/12/19 9:30:6組卷：138引用：2難度：0.5 -
2．如圖所示，半徑為r的半圓形金屬線框放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，MN兩點(diǎn)連線與磁場(chǎng)垂直，線框繞MN連線以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡電阻為R，其它電阻不計(jì)，則（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/20 17:30:1組卷：119引用：2難度：0.7 -
3．如圖甲所示，將阻值為R=5Ω的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的正弦交變電源上，電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，電壓表、電流表均為理想電表，下列說(shuō)法正確的是（ ?。?br />
發(fā)布：2024/12/21 15:30:4組卷：320引用：4難度：0.3
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