Question

某種超導(dǎo)磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時(shí)通過周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力。其推進(jìn)原理可以簡(jiǎn)化為如圖所示的模型：在水平面上相距6的兩根平行直導(dǎo)軌間，有豎直方向等距離分布的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B₁和B₂，且B₁=B₂=B，每個(gè)磁場(chǎng)的長(zhǎng)都是a，相間排列，所有這些磁場(chǎng)都以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)跨在兩導(dǎo)軌間的長(zhǎng)為a寬為b的金屬框MNQP（懸浮在導(dǎo)軌正上方）在磁場(chǎng)力的作用下也將會(huì)向右運(yùn)動(dòng)。設(shè)金屬框的總電阻為R，運(yùn)動(dòng)中所受到的阻力恒為f，求：
(1)列車在運(yùn)動(dòng)過程中金屬框產(chǎn)生的最大電流；
(2)列車能達(dá)到的最大速度；
(3)簡(jiǎn)述要使列車停下可采取哪些可行措施？

Answer 1

解：(1)開始時(shí)金屬框產(chǎn)生的電流量大，設(shè)為I_m

(2)分析列車受力可得：，當(dāng)列車速度增大時(shí)，安培力變小，加速度變小，當(dāng)a=0時(shí)，列車速度達(dá)到最大，有：F=f
而F=2Bb
解得：v_m=v-
(3)切斷電源、改變磁場(chǎng)的方向、增大阻力