Question

【題目】某種超導磁懸浮列車是利用超導體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時通過周期性地變換磁極方向而獲得推進動力。其推進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軌，導軌間分布著豎直（垂直紙面）方向等間距的勻強磁場B1和B2。二者方向相反。矩形金屬框固定在實驗車底部（車箱與金屬框絕緣）。其中ad邊寬度與磁場間隔相等。當磁場B1和B2同時以速度v沿導軌向右勻速運動時。金屬框受到磁場力，并帶動實驗車沿導軌運動，已知金屬框垂直導軌的ab邊的邊長L、金屬框總電阻R，列車與線框的總質量m，，懸浮狀態下，實驗車運動時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.列車在運動過程中金屬框中的電流方向一直不變

B.列車在運動過程中金屬框產生的最大電流為

C.列車最后能達到的最大速度為

D.列車要維持最大速度運動，它每秒鐘消耗的磁場能為

Answer 1

【答案】BC

【解析】

A．當磁場向右運動過程中，穿過閉合線框中的磁場有時垂直于紙面向外的磁場增大，有時垂直于紙面向內的磁場增大，根據楞次定律可知列車在運動過程中金屬框中的電流方向一直改變，A錯誤；

B．金屬框中和導體棒切割磁感線，最大的感應電動勢為

根據閉合電路歐姆定律可知

B正確；

C．列車速度最大為，此時切割磁感線的速率為，金屬框中和導體棒切割磁感線，此時產生的感應電動勢為

通過線框的電流為

列車所受合外力為0時，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動，每秒消耗的磁場能為

D錯誤。

故選BC。