磁悬浮列车的运动原理如图所示,在水平面上有两根水平长直平行导轨,导轨间有与导轨面垂直且方向相反的匀强磁场
B1和
B2,
B1和
B2相互间隔,导轨上有金属框
abcd。当磁场
B1和
B2同时以恒定速度沿导轨向右匀速运动时,金属框也会由静止开始沿导轨向右运动。已知两导轨间距
L1=0. 4 m,两种磁场的宽度均为
L2,
L2=
ab,
B1=
B2=1.0T。金属框的质量
m=0.1kg,电阻
R=2.0Ω。金属框受到的阻力与其速度成正比,即
f=
kv,
k=0.08 kg/s,只考虑动生电动势。求:
(1)开始时金属框处于图示位置,判断此时金属框中感应电流的方向;
(2)若磁场的运动速度始终为
v0=10m/s,在线框加速的过程中,某时刻线框速度
v1=7m/s,求此时线框的加速度
a1的大小;
(3)若磁场的运动速度始终为
v0=10m/s,求金属框的最大速度
v2为多大?此时装置消耗的总功率为多大?
