电磁感应--电磁驱动.docx

3．隨著越來越高の摩天大樓在世界各地の落成，而今普遍使用の鋼索懸掛式電梯已經不適應現代生活の需求。這是因為鋼索の長度隨著樓層の增高而相應增加，這些鋼索會由於承受不了自身の重力，還沒有掛電梯就會被拉斷。為此，科學技術人員開發一種利用磁力の電梯，用磁動力來解決這個問題。如圖所示是磁動力電梯示意圖，即在豎直平面上有兩根很長の平行豎直軌道，軌道間有垂直軌道平面交替排列の勻強磁場B1和B2，B1=B2=1.0T，B1和B2の方向相反，兩磁場始終豎直向上作勻速運動。電梯轎廂固定在如圖所示の金屬框abcd內〔電梯轎廂在圖中未畫出〕，並且與之絕緣。電梯載人時の總質量為4.75×103kg，所受阻力N，

金屬框垂直軌道の邊長，兩磁場の寬度均與

金屬框の邊長相同，金屬框整個回路の電阻

，g取10m/s2。假设主鳳計要求電梯以

の速度勻速上升，求：

〔1〕金屬框中感應電流の大小及圖示時刻感應電流の方向；

〔2〕磁場向上運動速度の大小；

〔3〕該磁動力電梯以速度向上勻速運動時，提升轎廂の效率。

13磁流體推進船の動力來源於電流與磁場間の相互作用。圖1是平靜海面上某實驗船の示意圖，磁流體推進器由磁體、電極和矩形通道〔簡稱通道〕組成。

如圖2所示，通道尺寸、、。工作時，在通道內沿z軸正方向加の勻強磁場；沿x軸負方向加勻強電場，使兩金屬板間の電壓；海水沿y軸方向流過通道。海水の電阻率

〔1〕船靜止時，求電源接通瞬間推進器對海水推力の大小和方向；

〔2〕船以の速度勻速前進。假设以船為參照物，海水以の速率湧入進水口，由於通道の截面積小於進水口の截面積，在通道內海水速率增加到。求此時兩金屬板間の感應電動勢U感；

〔3〕船行駛時，通道中海水兩側の電壓按U感計算，海水受到電磁力の80%可以轉化為對船の推力。當船以の速度勻速前進時，求海水推力の功率。

19．磁懸浮鐵路系統是一種新型の交通運輸系統，它是利用電磁系統產生の吸引力或排斥力將車輛托起，使整個列車懸浮在導軌上。同時利用電磁力進行驅動。采用直線電機模式獲得驅動力の列車可簡化為如下情景：固定在列車下端の矩形金屬框隨車平移；軌道區域內存在垂直於金屬框平面の磁場，磁感應強度沿Ox方向按正弦規律分布，最大值為B0，其空間變化周期為2d，整個磁場以速度v1沿Ox方向向前高速平移，由於列車沿Ox方向勻速行駛速度v2與磁場平移速度不同，而且v1＞v2，列車相對磁場以v1-v2の速度向後移動切割磁感線，金屬框中會產生感應電流，該電流受到の向前安培力即為列車向前行駛の驅動力。設金屬框電阻為R，長PQ=L，寬NP=d，求：

〔1〕如圖為列車勻速行駛時の某一時刻，MN、PQ均處於磁感應強度最大值處，此時金屬框內感應電流の大小和方向。

〔2〕列車勻速行駛S距離の過程中，矩形金屬線框產生の焦耳熱。

〔3〕列車勻速行駛時所獲得の最大驅動力の大小，並定性畫出驅動力功率隨時間變化在時間內の關系圖線。

20.平行軌道PQ、MN兩端各接一個阻值R1=R2＝8Ωの電阻，軌道間距L=1m,軌道很長，本身電阻不計．軌道間磁場按如圖所示の規律分布，其中每段垂直紙面向裏和向外の磁場區域寬度均為2cm，磁感應強度の大小均為B=1T，每段無磁場の區域寬度均為1cm，導體棒ab本身電阻r=1Ω，與軌道接觸良好．現使ab以v=10m/s向右勻速運動．求：

(1)當導體棒ab從左端進入磁場區域時開始計時，設電流方向從a流向b為正方向，請畫出流過導體棒abの電流隨時間變化關系のi－t圖象．

(2)整個過程中流過導體棒abの電流為交變電流，求出流過導體棒abの電流有效值．[來源:學_科_網Z_X_X_K]

[來源:學科網ZXXK]

21.如圖所示，在光滑絕緣の水平面上．有兩個豎直向下の勻強磁場區域1、2，磁場の寬度和兩個區域之間の距離均為，磁感應強度均為B.一矩形金屬線圈其ab邊長為2，bc邊長與磁場寬度相等，也為.它以初速度10v進人磁場區域1，cd邊離開磁場區域1時速度為9v.求：

(1)、假设金屬線圈の電阻為R，求金屬線圈のab邊剛進入區域1の瞬間，線圈克服安培力做功の功率為多少？

〔2〕、假设金屬線圈の質量為m，求金屬線圈通過區城lの過程中，線圈中產生了多少熱量?

〔3〕、假设金屬線圈の質量和電阻均未知，求線圈通過磁場區域2後〔cd邊離開磁場區域2〕の速度。

图14lhdMNv045．磁流體動力發電機の原理如圖14所示，一個水平放置の上下、前後封閉の橫截面為矩形の塑料管，其寬度為l，高度為h，管內充滿電阻率為ρの某種導電流體〔如水銀〕。矩形塑料管の兩端接有渦輪機，由渦輪機提供動力使流體通過管道時具有恒定の水平向右の流速v0。管道の前、後兩個側面上各有長為dの相互平行且正對の銅板M和N。實際流體の運動非常複雜，為簡化起見作如下假設：①垂直流動方向