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磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具。它的驅動系統(tǒng)簡化為如下模型,固定在列車下端的動力繞組可視為一個矩形純電阻金屬框,電阻為R,金屬框置于xOy平面內,長邊MN長為l平行于y軸,寬度為d的NP邊平行于x軸,如圖1所示。列車軌道沿Ox方向,軌道區(qū)域內存在垂直于金屬框平面的磁場,磁感應強度B沿Ox方向按正弦規(guī)律分布,其空間周期為λ,最大值為B0,如圖2所示,金屬框同一長邊上各處的磁感應強度相同,整個磁場以速度v0沿Ox方向勻速平移。設在短暫時間內,NM、PQ邊所在位置的磁感應強度隨時間的變化可以忽略,并忽略一切阻力。列車在驅動系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛,某時刻速度為v(v<v0)。
(1)簡要敘述列車運行中獲得驅動力的原理;
(2)為使列車獲得最大驅動力,寫出NM、PQ邊應處于磁場中的什么位置及λ與d之間應滿足的關系式;
(3)計算在滿足第(2)問的條件下列車速度為v時驅動力的大小。

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