郑波的回答:
(1)由于列车速度与磁场平移速度不同,导致穿过金属框的磁通量发生变化,由于电磁感应,金属框中会产生感应电流,该电流受到的安培力即为驱动力。 (2 d =(2 k +1)
或 λ =
?( k ∈ N ) (3) F =
(l)由于列车速度与磁场平移速度不同,导致穿过金属框的磁通量发生变化,由于电磁感应,金属框中会产生感应电流,该电流受到的安培力即为驱动力。
(2)为使列车得最大驱动力, MN 、 PQ 应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方,这会使得金属框所围面积的磁通量变化率最大,导致框中电流最强,也会使得金属框长边中电流受到的安培力最大。因此, d 应为
的奇数倍,即
d =(2 k +1)
或 λ =
?( k ∈ N ) ①
(3)由于满足第(2)问条件,则 MN 、 PQ 边所在处的磁感就强度大小均为 B 0 且方向总相反,经短暂时间Δ t ,磁场沿 Ox 方向平移的距离为 v 0 Δ t ,同时,金属框沿 Ox 方向移动的距离为 v Δ t 。
因为 v 0 > v ,所以在Δ t 时间内 MN 边扫过的磁场面积
S =( v 0 - v ) l Δ t
在此Δ t 时间内, MN 边左侧穿过S的磁通移进金属框而引起框内磁通量变化
= B 0 l ( v 0 - v )Δ t ②
同理,该Δ t 时间内,PQ边左侧移出金属框的磁通引起框内磁通量变化
= B 0 l ( v 0 - v )Δ t ③
故在内金属框所围面积的磁通量变化
=
+
④
根据法拉第电磁感应定律,金属框中的感应电动势大小
E =
⑤
根据闭合电路欧姆定律有
I =
⑥
根据安培力公式, MN 边所受的安培力
F MN = B 0 Il
PQ 边所受的安培力
F PQ = B 0 Il
根据左手定则, MN 、 PQ 边所受的安培力方向相同,此时列车驱动力的大小
F = F MN + F PQ =2 B 0 Il ⑦
联立解得
F =
⑧
李晓芸的回答:
(1)由于列车速度与磁场平移速度不同,导致穿过金属框的磁通量发生变化,由于电磁感应,金属框中会产生感应电流,该电流受到的安培力即为驱动力。 (2 d =(2 k +1)
或 λ =
?( k ∈ N ) (3) F =
(l)由于列车速度与磁场平移速度不同,导致穿过金属框的磁通量发生变化,由于电磁感应,金属框中会产生感应电流,该电流受到的安培力即为驱动力。
(2)为使列车得最大驱动力, MN 、 PQ 应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方,这会使得金属框所围面积的磁通量变化率最大,导致框中电流最强,也会使得金属框长边中电流受到的安培力最大。因此, d 应为
的奇数倍,即
d =(2 k +1)
或 λ =
?( k ∈ N ) ①
(3)由于满足第(2)问条件,则 MN 、 PQ 边所在处的磁感就强度大小均为 B 0 且方向总相反,经短暂时间Δ t ,磁场沿 Ox 方向平移的距离为 v 0 Δ t ,同时,金属框沿 Ox 方向移动的距离为 v Δ t 。
因为 v 0 > v ,所以在Δ t 时间内 MN 边扫过的磁场面积
S =( v 0 - v ) l Δ t
在此Δ t 时间内, MN 边左侧穿过S的磁通移进金属框而引起框内磁通量变化
= B 0 l ( v 0 - v )Δ t ②
同理,该Δ t 时间内,PQ边左侧移出金属框的磁通引起框内磁通量变化
= B 0 l ( v 0 - v )Δ t ③
故在内金属框所围面积的磁通量变化
=
+
④
根据法拉第电磁感应定律,金属框中的感应电动势大小
E =
⑤
根据闭合电路欧姆定律有
I =
⑥
根据安培力公式, MN 边所受的安培力
F MN = B 0 Il
PQ 边所受的安培力
F PQ = B 0 Il
根据左手定则, MN 、 PQ 边所受的安培力方向相同,此时列车驱动力的大小
F = F MN + F PQ =2 B 0 Il ⑦
联立解得
F =
⑧