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共点力的平衡
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超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力的新型交通工具．其推进原理可以简化为如图所示的模型：在水平面上相距
网友投稿 2022-10-22 00:00:00 互联网
◎ 题目
超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力的新型交通工具．其推进原理可以简化为如图所示的模型：在水平面上相距L的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布的匀强磁场B
1
和B
2
，且B
1
=B
2
=B，每个磁场的宽都是l，相间排列，所有这些磁场都以速度v向右匀速运动．这时跨在两导轨间的长为L宽为l的金属框abcd（悬浮在导轨上方）在磁场力作用下也将会向右运动．设金属框的总电阻为R，运动中所受到的阻力恒为f，则金属框的最大速度可表示为（ ）
A．v
m
=（B
2
L
2
v-fR）/B
2
L
2
B．v
m
=（2B
2
L
2
v-fR）/2B
2
L
2
L
C．v
m
=（4B
2
L
2
v-fR）/4B
2
L
2
D．v
m
=（2B
2
L
2
v+fR）/2B
2
L
2
◎ 答案
由题，当金属框的最大速度为v
m
时，线框相对于磁场的速度大小为v-v
m
，方向向左，bc和ad产生的感应电动势大小都为：E=BL（v-v
m
），
线框中感应电流大小为I=
2E
R
，由右手判断可知，感应电流方向为顺时针方向，由左手定则可知，bc和ad所受安培力方向均向右，安培力大小均为F=BIL，联立得到：
F=
2
B
2
L
2
(v-
v
m
)
R
根据平衡条件得：
2F=f
代入解得：v
m
=
4
B
2
L
2
v-fR
4
B
2
L
2
．
故选C
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力的新型交通工具．其推进原理可以简化为如图所示的模型：在水平面上相距…”主要考查了你对 【共点力的平衡】，【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】，【导体切割磁感线时的感应电动势】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/323053.html
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