题目内容

【题目】1957年,科学家首先提出了两类超导体的概念,一类称为I型超导体,主要是金属超导体,另一类称为II型超导体(载流子为电子),主要是合金和陶瓷超导体.I型超导体对磁场有屏蔽作用,即磁场无法进入超导体内部,而Ⅱ型超导体则不同,它允许磁场通过.现将一块长方体Ⅱ型超导体通入稳恒电流I后放入匀强磁场中,如图所示.下列说法正确的是( )

A. 超导体的内部产生了热能

B. 超导体所受安培力等于其内部所有电荷定向移动所受洛伦兹力的合力

C. 超导体表面上a、b两点的电势关系为

D. 超导体中电流I越大,a、b两点的电势差越小

【答案】B

【解析】

超导体电阻为零,超导体不会在内部产生热能,故A错误;超导体所受安培力是洛伦兹力的宏观表现,安培力等于其内部所有电荷定向移动所受洛伦兹力的合力,故B正确;载流子为电子,超导体表面上a带负电,φaφb,故C错误;根据电流的微观表达式I=neSv,稳定时,洛伦兹力和电场力平衡,即,解得:,所以电流越大,电势差越大,故D错误。所以B正确,ACD错误。

练习册系列答案
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【题目】电磁弹射在电磁炮航天器舰载机等需要超高速的领域中有着广泛的应用1所示为电磁弹射的示意图。为了研究问题的方便,将其简化为如图2所示的模型(俯视图)。发射轨道被简化为两个固定在水平面上、间距为L且相互平行的金属导轨,整个装置处于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。发射导轨的左端为充电电路,已知电源的电动势为E,电容器的电容为C,子弹载体被简化为一根质量为m、长度也为L的金属导体棒,其电阻为r。金属导体棒,其电阻为r。金属导体棒垂直放置于平行金属导轨上,忽略一切摩擦阻力以及导轨和导线的电阻。

(1)发射前,将开关Sa,先对电容器进行充电。

a.求电容器充电结束时所带的电荷量Q;

b.充电过程中电容器两极板间的电压y随电容器所带电荷量q发生变化。请在图3中画出u-q图像;并借助图像求出稳定后电容器储存的能量E0

(2)电容器充电结束后,将开关b,电容器通过导体棒放电,导体棒由静止开始运动,导体棒离开轨道时发射结束。电容器所释放的能量不能完全转化为金属导体棒的动能,将导体棒离开轨道时的动能与电容器所释放能量的比值定义为能量转化效率。若某次发射结束时,电容器的电量减小为充电结束时的一半,不计放电电流带来的磁场影响,求这次发射过程中的能量转化效率

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