解:(1)列车静止时,电流最大,列车受到的电磁驱动力最大设为F m ,此时,线框中产生的感应电动势 E 1 =2NBLv 0 线框中的电流I 1 = 整个线框受到的安培力F m =2NBI 1 L 列车所受阻力大小为 (2)当列车以速度v匀速运动时,两磁场水平向右运动的速度为v′,金属框中感应电动势 金属框中感应电流 又因为 求得 当列车匀速运动时,金属框中的热功率为P 1 =I 2 R 克服阻力的功率为P 2 =fv 所以可求得外界在单位时间内需提供的总能量为E=I 2 R+fv= (3)根据题意分析可得,为实现列车最终沿水平方向做匀加速直线运动,其加速度必须与两磁场由静止开始做匀加速直线运动的加速度相同,设加速度为a,则t 1 时刻金属线圈中的电动势 金属框中感应电流 又因为安培力 所以对列车,由牛顿第二定律得 解得 设从磁场运动到列车起动需要时间为t 0 ,则t 0 时刻金属线圈中的电动势 金属框中感应电流 又因为安培力 所以对列车,由牛顿第二定律得 解得 |