作业帮磁悬浮列车的驱动系统简化为如下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框MNPQ,电阻为R,金属框置于xOy平面内,长边MN长为l,平行于y轴,宽为d的NP边平行于x轴,如图1所示.列车
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/06 00:07:47
磁悬浮列车的驱动系统简化为如下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框MNPQ,电阻为R,金属框置于xOy平面内,长边MN长为l,平行于y轴,宽为d的NP边平行于x轴,如图1所示.列车
磁悬浮列车的驱动系统简化为如下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框MNPQ,电阻为R,金属框置于xOy平面内,长边MN长为l,平行于y轴,宽为d的NP边平行于x轴,如图1所示.列车轨道沿Ox方向,轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度B沿Ox方向按正弦规律分布,其空间周期为λ,最大值为B0,如图2所示,金属框同一长边上各处的磁感应强度相同,整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移.设在短暂时间内,MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略,并忽略一切阻力.列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶,某时刻速度为v（v
磁悬浮列车的驱动系统简化为如下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框MNPQ,电阻为R,金属框置于xOy平面内,长边MN长为l,平行于y轴,宽为d的NP边平行于x轴,如图1所示.列车
MN和PQ中的感应电流大小相等方向相反,受到的力的方向相反,
由于两个位置的磁场不同,力的大小也不同,
两个力的差就是列车的动力,
最好MN和PQ分别在波峰波谷,这样驱动力最大
解析：此题金属框相当于直线电机的转子，运动的磁场相当于直线电机的定子。
（1）由于列车速度与磁场平移速度方向相同，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）为使列车获得最大驱动力，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，导致线框...
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解析：此题金属框相当于直线电机的转子，运动的磁场相当于直线电机的定子。
（1）由于列车速度与磁场平移速度方向相同，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）为使列车获得最大驱动力，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，导致线框中电流最强，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，即或 （1）
（3）由于满足（2）问条件，
据闭合电路欧姆定律有
（2）
根据安培力公式，MN边所受的安培力
PQ边所受的安培力
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
（3）
联立解得
（4）
点评：注意理论联系实际，关注最新社会热点、身边物理，已成为物理高考的一大亮点。本题磁悬浮列车是一个新型交通工具，在上海已投入使用。线圈两边运动方向相同，要线圈感应电动势最大，线圈两边磁场方向必须相反且最大，线圈两边受力方向也相同，合力最大。
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