Question

超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁性使列车车体悬浮，其推进原理可以简化为如图所示的模型：在水平面上相

超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁性使列车车体悬浮，其推进原理可以简化为如图所示的模型：在水平面上相距为b的两根平行直导轨间，有垂直纸面方向等距离分布的匀强磁场B1和B2，其大小B1=B2=B，每个磁场区的长度都是a，相间排列，所有这些磁场都以速度v向右匀速运动，这时跨在两导轨间的长为a，宽为b的金属框MNQP（悬浮在导轨正上方）在磁场力作用下也将会向右运动．设金属板的总电阻为R，运动中所受到的阻力恒为f．（1）说明图示位置金属框中感应电流的方向；（2）求开始运动时金属框中感应电流的大小；（3）求金属框能达到的最大速度；（4）要使金属框停下，可采取哪些措施？

Answer 1

（1）根据右手定则判断可知线框中感应电流方向为MNQPM 或顺时针方向．
（2）开始运动时，金属框相对磁场运动速度大小为v，感应电动势大小为 E=2Bbv
感应电流 I＝

E

R

＝

2Bbv

R

（3）当金属框加速度a=0时，最大速度为v_m，此时金属框所受安培力F_安=f，
又 F_安=2BIb  
 I=

2Bb(v?vm)

R

解得：vm＝v?

Rf

4B2b2

（4）要使金属框停下，可改变磁场方向、增大阻力、切断电源等．  
答：
（1）说明图示位置金属框中感应电流的方向为MNQPM 或顺时针方向；
（2）开始运动时金属框中感应电流的大小为

2Bbv

R

；
（3）金属框能达到的最大速度为v-

Rf

4B2b2

；
（4）要使金属框停下，要使金属框停下，可改变磁场方向、增大阻力、切断电源等．