(2007•杭州一模)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

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  • 解题思路:当磁场以相同速度v向右匀速运动,金属框的最大速度为vm时,线框左右两条边bc和ad都切割磁感线,产生两个感应电动势,线框相对于磁场的速度大小为v-vm,方向向左,bc和ad产生的感应电动势大小都为BL(v-vm),两边都磁场向前的安培力,安培力大小均为F=BIL.金属框匀速运动时,速度达到最大.推导出安培力表达式,由平衡条件求出磁场向右匀速运动的速度v.

    由题,当金属框的最大速度为vm时,线框相对于磁场的速度大小为v-vm,方向向左,bc和ad产生的感应电动势大小都为E=BL(v-vm),线框中感应电流大小为I=[2E/R],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

    F=

    2B2L2(v−vm)

    R

    根据平衡条件得

    2F=f

    代入解得 v=

    (4B2L2vm+fR)

    4B2L2.

    故选B

    点评:

    本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;牛顿第二定律.

    考点点评: 本题容易产生的错误往往有三个:一是认为线框切割速度是vm,产生的感应电动势是BLvm;二是线框认为只有一边切割磁感线;三是线框左右都受安培力,漏掉一边.