如图所示,水平面上有一个动力小车,在动力小车上竖直固定着一个长度L 1 、宽度L 2 的矩形线圈,线圈匝线为n,总电阻为

1个回答

  • (1)全部进入磁场时速度: v=

    2a L 1

    最大电动势:E m=nBL 2v

    最大电流为:Im=

    E m

    R =

    nB L 2

    2a L 1

    R

    q=

    .

    I △t=

    .

    ε

    R •△t=n

    △ϕ

    △t •

    △t

    R =n

    △ϕ

    R =

    nB L 1 L 2

    R

    (2)设进入和离开磁场过程中,线圈产生的焦耳热分别为Q和Q,则在整个过程中,

    牵引力的总功: W= Q 入 + Q 出 +f( L 1 +d)+

    1

    2 m v 2

    Q 出 =

    I 2m R t 出 ,

    t 出 =

    L 1

    v ;

    将I m及v代入

    得: Q 出 =

    n 2 B 2

    L 22 L 1

    2a L 1

    R

    解得: Q 入 =W-f( L 1 +d)-ma L 1 -

    n 2 B 2

    L 22 L 1

    2a L 1

    R

    (3)①小车进入磁场阶段做匀加速运动:

    0<t<

    2 L 1

    a ,v t=at, I=

    nB L 2 v t

    R

    P

    v t -f-nBI L 2 =ma 得: P=

    n 2 B 2 L 2 2 a 2

    R t 2 +(f+ma)at ,( 0<t<

    2 L 1

    a )

    ②小车完全在磁场中运动: P=f

    2a L 1 ,(

    2 L 1

    a <t<(

    2 L 1

    a +

    d- L 1

    2a L 1 ) )

    ③小车匀速穿出磁场的过程:P=(F+f)v

    得 P=

    2a n 2 B 2 L 1 L 2 2

    R +f

    2a L 1 ( (

    2 L 1

    a +

    d- L 1

    2a L 1 )<t<(

    2 L 1

    a +

    d

    2a L 1 ) )

    答:

    (1)线圈进入磁场过程中,感应电流的最大值是

    nB L 2

    2a L 1

    R ,通过导线横截面的电量

    nB L 1 L 2

    R .

    (2)线圈进入磁场过程中,线圈中产生的焦耳热是W-f(L1+d)-maL 1-

    n 2 B 2

    L 22 L 1

    2a L 1

    R .

    (3)在整个过程中,牵引力的功率随时间变化的关系式是)①小车进入磁场阶段做匀加速运动:

    P=

    n 2 B 2 L 2 2 a 2

    R t 2 +(f+ma)at ,( 0<t<

    2 L 1

    a )

    ②小车完全在磁场中运动: P=f

    2a L 1 ,(

    2 L 1

    a <t<(

    2 L 1

    a +

    d- L 1

    2a L 1 ) )

    ③小车匀速穿出磁场的过程: P=

    2a n 2 B 2 L 1 L 2 2

    R +f

    2a L 1 ( (

    2 L 1

    a +

    d- L 1

    2a L 1 )<t<(

    2 L 1

    a +

    d

    2a L 1 ) ).