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

◎ 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B1和B2,且B1=B2=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、宽也为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Ff,则金属框的最大速度vm可表示为(   )
A.(B2L2v-FfR)/(B2L2) B.(2B2L2v-FfR)/(2B2L2)
C.(4B2L2v-FfR)/(4B2L2) D.(2B2L2v-FfR)/(2B2L2)
魔方格

◎ 答案

C

◎ 解析

试题分析:

解:

由题,当金属框的最大速度为vm时,线框相对于磁场的速度大小为v-vm,方向向左,bc和ad产生的感应电动势大小都为:E=BL(v-vm),

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= 2B2L2(v-vm) R 
根据平衡条件得:
2F=Ff
代入解得:vm= (4B2L2v-FfR)/(4B2L2).所以正确的选项为C.
故选:C.

◎ 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  【导体切割磁感线时的感应电动势】  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。

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