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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12-9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，每个磁场的宽度都是l，相间排列，所有这些磁场都以相同的速度向右匀速运动，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Ff，金属框的最大速度为vm，则磁场向右匀速运动的速度v可表示为(　　)

图12-9
A．v=(B2L2vm－FfR)/B2L2B．v=(4B2L2vm+FfR)/4B2L2
C．v=(4B2L2vm－FfR)/4B2L2D．v=(2B2L2vm+FfR)/2B2L2
B
导体棒ad和bc各以相对磁场的速度(v－vm)切割磁感线运动，由右手定则可知回路中产生的电流方向为abcda,回路中产生的电动势为E=2BL(v－vm),回路中电流为I=2BL(v－vm)/R,由于左右两边ad和bc均受到安培力，则合安培力为F合=2×BLI=4B2L2(v－vm)/R，依题意金属框达到最大速度时受到的阻力与安培力平衡，则Ff=F合，解得磁场向右匀速运动的速度v=(4B2L2vm+FfR)/4B2L2,B对.
练习册系列答案
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（12分）如图所示，有一区域足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向与水平放置的导轨垂直。导轨宽度为L，右端接有电阻R。MN是一根质量为m的金属棒，金属棒与导轨垂直放置，且接触良好，金属棒与导轨电阻均不计。金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，现给金属棒一水平初速度v0，使它沿导轨向左运动。已知金属棒停止运动时位移为s。求：
（1）金属棒速度为v时的加速度为多大？
（2）金属棒运动过程中通过电阻R的电量q；
（3）金属棒运动过程中回路产生的焦耳热Q；
如图甲所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁场宽度为，正方形金属框边长为，每边电阻均为R/4，金属框以速度v的匀速直线穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，当金属框cd边到达磁场左边缘时，匀强磁场磁感应强度大小按如图乙所示的规律变化．
（1）求金属框进入磁场阶段，通过回路的电荷量；
（2）在图丙i－t坐标平面上画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流i随时间t的变化图线（取逆时针方向为电流正方向）；
（3）求金属框穿过磁场区的过程中cd边克服安培力做的功W．
如图16-7-8所示，两根相距l的竖直平行金属导轨位于匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨电阻不计，另两根与光滑导轨接触的金属杆质量均为m，电阻均为R.若要使cd杆恰好平衡，且静止不动，则ab杆应向____________做____________运动，ab杆运动速度的大小是____________，对ab杆所加外力的大小为_______________.

图16-7-8
如右图所示，一兴趣小组探索利用地磁场能否发电.他们把两段约10 m长的有包皮的铜丝导线绞在一起当摇绳，用另外两段导线把摇绳与一灵敏电流表相连.两个同学摇动摇绳，灵敏电流表指针偏转，证明了利用地磁场能够发电.关于该探索性实验，以下说法正确的是（   ）
A．灵敏电流表的指针左右摆动
B．灵敏电流表的指针向一个方向摆动
C．摇绳的两个同学沿南北方向站立时，灵敏电流表的指针摆动角度大
D．摇绳的两个同学沿东西方向站立时，灵敏电流表的指针摆动角度大
如图3-6-12所示，甲、乙两个完全相同的线圈，在距地面同一高度处由静止开始释放，A、B是边界范围、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场，只是A的区域比B的区域离地面高一些，两线圈下落时始终保持线圈平面与磁场垂直.则（   ）

图 3-6-12
A.甲先落地           B.乙先落地            C.二者同时落地           D.无法确定
（10分)如图所示，MN、PQ和F1、HJ是四根相互平行的长金属导轨，它们的间距相等，均为L=30cm．长为3L、电阻为R=0．3 的金属棒可紧贴四导轨，沿导轨方向无摩擦的运动．在导轨MN、PQ的左端连接有阻值为Ro=0．1的电阻，在金属导轨FI、HJ的右端连接有一对水平放置、间距为d="18" m的平行金属板．除该金属板外，整套装置处于垂直
于导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B=0．4T．用～适当的拉力使金属棒以速率v=5m／s向右运动，此
时金属板间一带电微粒恰好悬浮在两板的正中央．取g=l0m／s2，求：
(1)带电微粒的比荷：
(2)为维持金属棒的匀速运动，加在金属棒上的拉力的功率．
电磁流量计广泛应用于测量导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）.如图4-16所示为电磁流量计的示意图，有非磁性材料做成的圆管道，外加一匀强磁场，当管中的导电体液体流过此区域时，测出管壁上a、b两点间的电动势为E，就可以知道管中的液体的流量Q，即单位时间内流过管道横截面的液体体积（m3/s）,已知管道直径为D，则D与E的关系为_______________.                                              
图4-16
一个倾角为的光滑斜面，在宽度为L的区域中存在着磁感强度B的匀强磁场，其方向竖直向上．将一个电阻为R，边长为a，质量为m的导体框沿斜面向上以速度v匀速通过磁场区域，如图所示，在a＞L，a＜L两种情况下，线框通过磁场时，外力对线框所做的功分别为多少?

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