如圖，超級高鐵（Hyperloop）是一種以“真空管道運輸”為理論核心設(shè)計的交通工具，它具有超高速、低能耗、無噪聲、零污染等特點。其基本模型如下，已知管道中固定著兩根平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ，軌道間有垂直軌道平面的勻強磁場B1和B2，且大小相等，方向相反，在列車的底部固定著繞有N匝閉合正方形金屬線圈，并且與之絕緣，兩磁場的寬度均與金屬線圈的邊長相同（列車的車廂在圖中未畫出）若整個線圈的總電阻為R=2Ω，金屬線圈abcd的邊長為L=0.1m,已知列車車廂及線圈的總質(zhì)量為m=2kg,N=10匝，且B1=B2=1T，磁場運動速度v0=5m/s,不計導(dǎo)軌的電阻。求：
（1）為使列車能啟動，列車所受到的阻力f應(yīng)該滿足的條件？
（2）若列車受到的阻力f=2N時，要使列車能維持最大速度運動，每秒鐘需要消耗多少能量？
（3）若列車受到的阻力f=2N時，如果兩磁場由靜止開始沿水平向右勻加速運動來啟動列車，當(dāng)兩磁場運動的時間為t1=9s時，列車也正在以速度v1=7m/s向右做勻加速直線運動，求兩磁場開始運動到列車開始運動所需要的時間t0以及列車的加速度a？
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：87引用：1難度：0.3
相似題
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1．如圖所示，電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌由直窄軌AB、CD以及直寬軌EF、GH組合而成，窄軌和寬軌均處于同一水平面內(nèi)，AB、CD等長且與EF、GH均相互平行，BE、GD等長、共線，且均與AB垂直，窄軌間距為，寬軌間距為L。窄軌和寬軌之間均有豎直向上的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。由同種材料制成的相同金屬直棒a、b始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，棒長為L、質(zhì)量為m、電阻為R。初始時b棒靜止于導(dǎo)軌EF段某位置，a棒從AB段某位置以初速度v0向右運動，且a棒距窄軌右端足夠遠(yuǎn)，寬軌EF、GH足夠長。下列判斷正確的是（ ?。?/h2>L2發(fā)布：2024/12/20 1:30:2組卷：335引用：3難度：0.3 -
2．如圖所示，兩水平虛線間存在垂直于紙面方向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，邊長為h的正方形導(dǎo)體框由虛線1上方無初速度釋放，在釋放瞬間ab邊與虛線1平行且相距h。已知導(dǎo)體框的質(zhì)量為m,總電阻為r,重力加速度為g,cd邊與兩虛線重合時的速度大小均為v=，忽略空氣阻力，導(dǎo)體框在運動過程中不會發(fā)生轉(zhuǎn)動，則（ ?。?/h2>2gh2發(fā)布：2024/12/19 8:30:1組卷：346引用：2難度：0.4 -
3．某校物理學(xué)習(xí)興趣小組對英國偉大的物理學(xué)家法拉第幾十年如一日地研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的精神十分欽佩，在學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)一章的內(nèi)容后，設(shè)計了如圖甲所示的簡單裝置來研究電磁感應(yīng)的相關(guān)知識，圖中光滑金屬導(dǎo)軌ab、ac成37°角固定放置在水平面上，在導(dǎo)軌上放置一根質(zhì)量為m的金屬桿，與導(dǎo)軌交于M、N兩點，且MN間的距離為L0，導(dǎo)軌和金屬桿是用同種材料制成的，單位長度的電阻均為R0。整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B。在外力作用下，導(dǎo)體棒由MN處運動到虛線位置（導(dǎo)體棒和ac始終保持垂直），該過程中導(dǎo)體棒的速度的倒數(shù)隨位移變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，在這個運動過程中（ ）
發(fā)布：2024/12/20 12:0:2組卷：77引用：1難度：0.4
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