题目内容
【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. vm= fR/2B2L2
B. vm=fR/4B2L2
C. vm= (4B2L2v-fR)/4B2L2
D. vm= (2B2L2v+fR)/2B2L2
【答案】C
【解析】由题知,当金属框的最大速度为时,线框相对于磁场的速度大小为,方向向左,bc和ad产生的感应电动势大小都为: ,线框中感应电流大小为,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: ,根据平衡条件得:2F=f,代入解得: ,选C.
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