磁悬浮列车高考题.pdfVIP

. 淮北王景民物理工作室 2015 年 3 月 ．如图所示，两条光滑的绝缘导轨，导轨的水平部分与圆弧部分平滑连接，两导轨间 距为 L，导轨的水平部分有 n 段相同的匀强磁场区域（图中的虚线范围） ，磁场方向竖直向 上，磁场的磁感应强度为 B，磁场的宽度为 S，相邻磁场区域的间距也为 S，S 大于 L，磁场 左、右两边界均与导轨垂直。现有一质量为 m，电阻为 r ，边长为 L 的正方形金属框，由圆 弧导轨上某高度处静止释放， 金属框滑上水平导轨， 在水平导轨上滑行一段时间进入磁场区 域，最终线框恰好完全通过 n 段磁场区域。地球表面处的重力加速度为 g，感应电流的磁场 可以忽略不计，求： （1）刚开始下滑时，金属框重心离水平导轨所在平面的高度． （2 ）整个过程中金属框内产生的电热． （3）金属框完全进入第 （ ＜ ）段磁场区域前的时刻，金属框中的电功率． k k n B B B S S 0 答案： （1）设金属框在进入第一段匀强磁场区域前的速度为 v ，金属框在进入和穿出 2 2 BL 第一段匀强磁场区域的过程中，线框中产生平均感应电动势为 E t 2 E 2BL 平均电流强度为（不考虑电流方向变化） I r rt 由动量定理得： BI Lt mv mv 1 0 2 2 BL B Lt mv1 mv0 rt 2 3 2 B L mv1 mv0