精英家教網(wǎng)超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車(chē)車(chē)體向上浮起,同時(shí)通過(guò)周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力的新型交通工具.其推進(jìn)原理可以簡(jiǎn)化為如圖所示的模型:在水平面上相距L的兩根平行直導(dǎo)軌間,有豎直方向等距離分布的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2,且B1=B2=B,每個(gè)磁場(chǎng)的寬都是L,相間排列,所有這些磁場(chǎng)都以相同速度向右勻速運(yùn)動(dòng).這時(shí)跨在兩導(dǎo)軌間的長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為L(zhǎng)的金屬框abcd(懸浮在導(dǎo)軌上方)在磁場(chǎng)力作用下也將會(huì)向右運(yùn)動(dòng).設(shè)金屬框的總電阻為R,運(yùn)動(dòng)中所受到的阻力恒為f,金屬框的最大速度為Vm,則磁場(chǎng)向右勻速運(yùn)動(dòng)的速度V可表示為(  )
分析:當(dāng)磁場(chǎng)以相同速度v向右勻速運(yùn)動(dòng),金屬框的最大速度為vm時(shí),線框左右兩條邊bc和ad都切割磁感線,產(chǎn)生兩個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),線框相對(duì)于磁場(chǎng)的速度大小為v-vm,方向向左,bc和ad產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小都為BL(v-vm),兩邊都磁場(chǎng)向前的安培力,安培力大小均為F=BIL.金屬框勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),速度達(dá)到最大.推導(dǎo)出安培力表達(dá)式,由平衡條件求出磁場(chǎng)向右勻速運(yùn)動(dòng)的速度v.
解答:解:由題,當(dāng)金屬框的最大速度為vm時(shí),線框相對(duì)于磁場(chǎng)的速度大小為v-vm,方向向左,bc和ad產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小都為E=BL(v-vm),線框中感應(yīng)電流大小為I=
2E
R
,由右手判斷可知,感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较,由左手定則可知,bc和ad所受安培力方向均向右,安培力大小均為F=BIL,聯(lián)立得到
   F=
2B2L2(v-vm)
R

根據(jù)平衡條件得
   2F=f
代入解得  v=
(4B2L2vm+fR)  
4B2L2

故選B
點(diǎn)評(píng):本題容易產(chǎn)生的錯(cuò)誤往往有三個(gè):一是認(rèn)為線框切割速度是vm,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是BLvm;二是線框認(rèn)為只有一邊切割磁感線;三是線框左右都受安培力,漏掉一邊.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2007?寶安區(qū)模擬)超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車(chē)車(chē)體向上浮起,同時(shí)通過(guò)周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力的新型交通工具.其推進(jìn)原理可以簡(jiǎn)化為如圖所示的模型:在水平面上相距L的兩根平行直導(dǎo)軌間,有豎直方向等距離分布的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2,且B1=B2=B,每個(gè)磁場(chǎng)的寬都是l,相間排列,所有這些磁場(chǎng)都以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng).這時(shí)跨在兩導(dǎo)軌間的長(zhǎng)為L(zhǎng)寬為l的金屬框abcd(懸浮在導(dǎo)軌上方)在磁場(chǎng)力作用下也將會(huì)向右運(yùn)動(dòng).設(shè)金屬框的總電阻為R,運(yùn)動(dòng)中所受到的阻力恒為f,則金屬框的最大速度可表示為( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)某種超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車(chē)車(chē)體向上浮起,同時(shí)通過(guò)周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力.其推進(jìn)原理可以簡(jiǎn)化為如圖所示的模型:在水平面上相距b的兩根平行直導(dǎo)軌間,有豎直方向等距離分布的方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2,且B1=B2=B,每個(gè)磁場(chǎng)分布區(qū)間的長(zhǎng)都是a,相間排列,所有這些磁場(chǎng)都以速度v向右勻速平動(dòng).這時(shí)跨在兩導(dǎo)軌間的長(zhǎng)為a寬為b的金屬框MNQP(懸浮在導(dǎo)軌正上方)在磁場(chǎng)力作用下也將會(huì)向右運(yùn)動(dòng).設(shè)金屬框的總電阻為R,運(yùn)動(dòng)中所受到的阻力恒為f,求:
(1)列車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬框產(chǎn)生的最大電流;
(2)列車(chē)能達(dá)到的最大速度;
(3)簡(jiǎn)述要使列車(chē)停下可采取哪些可行措施?

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精英家教網(wǎng)超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車(chē)車(chē)體向上浮起,同時(shí)通過(guò)周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力的新型交通工具.其推進(jìn)原理可以簡(jiǎn)化為如圖所示的模型:在水平面上相距L的兩根平行直導(dǎo)軌間,有豎直方向等距離分布的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2,且B1=B2=B,每個(gè)磁場(chǎng)的寬都是l,相間排列,所有這些磁場(chǎng)都以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng).這時(shí)跨在兩導(dǎo)軌間的長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬也為l的金屬框abcd(懸浮在導(dǎo)軌上方)在磁場(chǎng)力作用下也將會(huì)向右運(yùn)動(dòng).設(shè)金屬框的總電阻為R,運(yùn)動(dòng)中所受到的阻力恒為Ff,則金屬框的最大速度vm可表示為(  )
A、
B2L2V-FfR
B2L2
B、
2B2L2V-FfR
2B2L2
C、
4B2L2V-FfR
4B2L2
D、
2B2L2V+FfR
2B2L2

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超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車(chē)車(chē)體向上浮起,同時(shí)通過(guò)周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力的新型交通工具.其推進(jìn)原理可以簡(jiǎn)化為如圖12-2-3所示的模型:在水平面上相距L的兩根平行直導(dǎo)軌間,有豎直方向等距離分布的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1B2,且B1=B2=B,每個(gè)磁場(chǎng)的寬都是l,相間排列,所有這些磁場(chǎng)都以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng).這時(shí)跨在兩導(dǎo)軌間的長(zhǎng)為L寬為l的金屬框abcd(懸浮在導(dǎo)軌上方)在磁場(chǎng)力作用下也將會(huì)向右運(yùn)動(dòng).設(shè)金屬框的總電阻為R,運(yùn)動(dòng)中所受到的阻力恒為f,則金屬框的最大速度可表示為(   )  

A. vm= fR/2B2L2                         

B.vm=fR/4B2L2

C.vm= (4B2L2vfR)/4B2L2                     

D.vm= (2B2L2vfR)/2B2L2

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