Question

鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號以獲取火車運動信息,能產生磁感應強度為B的勻強磁場的裝置,被安裝在火車首節車廂下面,如圖甲所示(俯視圖).當它經過安放在兩鐵軌間的線圈時,線圈便會產生一電信號,傳輸給控制中心,線圈長為L,寬為b,匝數為n,線圈和傳輸線的電阻忽略不計.若火車通過線圈時,控制中心接收到的線圈兩端的電壓信號U與時間t的關系如圖乙所示,則:

(1)t₁時刻火車的行駛速度為多大?

(2)火車在t₁時刻到t₂時刻的時間內做什么運動(簡要說明理由)?

(3)上述時間內火車的加速度多大?

Answer 1

（1）由U₁=nBbv₁  解得:v₁=.①

（2）從t₁時刻到t₂時刻過程中線圈兩端產生電壓隨時間做線性變化，而火車運行速度v=,所以火車做勻加速直線運動.②

（3）在t₂時刻：v₂=③

所以此過程火車運行加速度

a=④