Question

【題目】某種超導(dǎo)磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時(shí)通過周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力。其推進(jìn)原理可以簡化為如圖所示的模型：PQ和MN是固定在水平地面上的兩根足夠長的平直導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間分布著豎直（垂直紙面）方向等間距的勻強(qiáng)磁場B1和B2。二者方向相反。矩形金屬框固定在實(shí)驗(yàn)車底部（車箱與金屬框絕緣）。其中ad邊寬度與磁場間隔相等。當(dāng)磁場B1和B2同時(shí)以速度v沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)。金屬框受到磁場力，并帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)車沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，已知金屬框垂直導(dǎo)軌的ab邊的邊長L、金屬框總電阻R，列車與線框的總質(zhì)量m，，懸浮狀態(tài)下，實(shí)驗(yàn)車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力恒為其對地速度的K倍。則下列說法正確的是（　�。�

A.列車在運(yùn)動(dòng)過程中金屬框中的電流方向一直不變

B.列車在運(yùn)動(dòng)過程中金屬框產(chǎn)生的最大電流為

C.列車最后能達(dá)到的最大速度為

D.列車要維持最大速度運(yùn)動(dòng)，它每秒鐘消耗的磁場能為

Answer 1

【答案】BC

【解析】

A．當(dāng)磁場向右運(yùn)動(dòng)過程中，穿過閉合線框中的磁場有時(shí)垂直于紙面向外的磁場增大，有時(shí)垂直于紙面向內(nèi)的磁場增大，根據(jù)楞次定律可知列車在運(yùn)動(dòng)過程中金屬框中的電流方向一直改變，A錯(cuò)誤；

B．金屬框中和導(dǎo)體棒切割磁感線，最大的感應(yīng)電動(dòng)勢為

根據(jù)閉合電路歐姆定律可知

B正確；

C．列車速度最大為，此時(shí)切割磁感線的速率為，金屬框中和導(dǎo)體棒切割磁感線，此時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為

通過線框的電流為

列車所受合外力為0時(shí)，速度最大，即所受安培力等于阻力

解得

C正確；

D．列車要維持最大速度運(yùn)動(dòng)，每秒消耗的磁場能為

D錯(cuò)誤。

故選BC。