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    磁悬浮列车动力原理如下图所示，在水平地面上放有两根平行直导轨，轨间存在着等距离的正方形匀强磁场Bl和B2，方向相反，B1=B2=lT，如下图所示。导轨上放有金属框abcd，金属框电阻R=2Ω，导轨间距L=0.4m，当磁场Bl、B2同时以v=5m/s的速度向右匀速运动时，求

    如果导轨和金属框均很光滑，金属框对地是否运动?运动性质如何?

    如果金属框运动中所受到的阻力恒为其对地速度的K倍，K=0.18，求金属框所能达到的最大速度vm是多少?

    如果金属框要维持(2)中最大速度运动，它每秒钟要消耗多少磁场能?

     


    【小题1】运动  变加速运动

    【小题2】=3.2m/s        

    【小题3】2.9J


    解析:

    【小题1】运动。因磁场运动时，框与磁场有相对运动，ad、b边切害虫磁感线，框中产生感应电流(方向逆时针)，同时受安培力，方向水平向右，故使线框向右加速运动，且属于加速度越来越小的变加速运动。                                                

    【小题2】阻力f与安培力F安衡时，框有vmf=Kvm=F=2IBL①

    其中I=E/R                                                                                ②

    E=2BL(v-vm)                                                                      ③

    ①②③联立得：

    Kvm=2·[2BL(v-vm)/R]·BL

    ∴Kvm=(4B2L2v-4B2L2vm)/R

    ∴vm=4B2L2v/(KR+4B2L2)                                                              ④

        =3.2m/s                                                                                   ⑤

    【小题3】框消耗的磁场能一部分转化为框中电热，一部分克服阴力做功。

    据能量守恒

    E硫=I2Rt+Kvm·vmt                                                                                          

    E磁=[4B2L2(v-vm)2/R]·1+Kvm2·1

      =+018×3.22

      =2.9J

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    磁悬浮列车动力原理如下图所示，在水平地面上放有两根平行直导轨，轨间存在着等距离的正方形匀强磁场Bl和B2，方向相反，B1＝B2＝l T，如下图所示．导轨上放有金属框abcd，金属框电阻R＝2 Ω，导轨间距L＝0.4 m，当磁场Bl、B2同时以v＝5 m/s的速度向右匀速运动时，求

    (1)如果导轨和金属框均很光滑，金属框对地是否运动？若不运动，请说明理由；如运动，原因是什么？运动性质如何？

    (2)如果金属框运动中所受到的阻力恒为其对地速度的K倍，K＝0.18，求金属框所能达到的最大速度vm是多少？

    (3)如果金属框要维持(2)中最大速度运动，它每秒钟要消耗多少磁场能？

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    A．
    B．
    C．
    D．

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