解答题 较难0.4 引用2 组卷1270
2019年5月23日10时50分,中国时速600公里高速磁浮实验样车在青岛下线。这标志着中国在高速磁浮技术领域实现重大突破。磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成。尽管可以使用与磁力无关的推进系统,但在目前的绝大部分设计中,这三部分的功能均由磁力来完成。某兴趣小组设计制作了一种磁悬浮列车模型,原理如图所示,PQ和MN是固定在水平地面上的两根足够长的平直导轨,导轨间分布着竖直(垂直纸面)方向等间距的匀强磁场B1和B2,B1方向未知,B2垂直纸面向里。矩形金属框固定在实验车底部(车厢与金属框绝缘),其中ad边宽度与磁场间隔相等。当磁场B1和B2同时以速度v0=l0m/s沿导轨向右匀速运动时,金属框受到磁场力,并带动实验车沿导轨运动。已知金属框垂直导轨的ab边长L=0.1m、总电阻R=0.8
,列车与线框的总质量m=4.0kg,B1=B2=2.0T,悬浮状态下,实验车运动时受到恒定的阻力f=0.4N。
(1)为使金属框运动,则B1的方向应如何?
(2)求实验车所能达到的最大速率;
(3)假设两磁场由静止开始向右做匀加速运动,当时间为t=24s时,发现实验车正开始向右做匀加速直线运动,此时实验车的速度为v=2m/s,求由两磁场开始运动到实验车开始运动所需要的时间。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/24/2923141315624960/2923352525144064/STEM/f059ceab-022a-4781-934e-73076f283635.png?resizew=427)
(1)为使金属框运动,则B1的方向应如何?
(2)求实验车所能达到的最大速率;
(3)假设两磁场由静止开始向右做匀加速运动,当时间为t=24s时,发现实验车正开始向右做匀加速直线运动,此时实验车的速度为v=2m/s,求由两磁场开始运动到实验车开始运动所需要的时间。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/24/2923141315624960/2923352525144064/STEM/f059ceab-022a-4781-934e-73076f283635.png?resizew=427)
21-22高三下·广西·阶段练习
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某种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。其推进原理可以简化为如图所示的模型:PQ和MN是固定在水平地面上的两根足够长的平直导轨,导轨间分布着竖直(垂直纸面)方向等间距的匀强磁场B1和B2。二者方向相反。矩形金属框固定在实验车底部(车厢与金属框绝缘)。其中ad边宽度与磁场间隔相等。当磁场B1和B2同时以速度v沿导轨向右匀速运动时。金属框受到磁场力,并带动实验车沿导轨运动,已知金属框垂直导轨的ab边的边长L、金属框总电阻R,列车与线框的总质量m,B1=B2=B,悬浮状态下,实验车运动时受到的阻力恒为其对地速度的K倍。则下列说法正确的是( )
A.列车在运动过程中金属框中的电流方向一直不变 |
B.列车在运动过程中金属框产生的最大电流为 |
C.列车最后能达到的最大速度为 |
D.列车要维持最大速度运动,它每秒钟消耗的磁场能为 |
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