涡流制动是磁悬浮列车在告诉运行时进行制动的一种方式,某研究所用制成的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程.如图

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  • 解题思路:当磁场在固定的线圈上方运动时,线圈中产生感应电流,出现的感应电流,导致受到安培力,阻碍磁体与线圈间的相对运动,根据牛顿第二定律分析加速度情况;根据楞次定律分析感应电流的方向;根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律求出平均电流的大小,根据q=It求出通过的电量;根据牛顿第二定律、安培力公式、切割产生的感应电动势公式和闭合电路欧姆定律,采用微分的方法求解速度的改变量.

    A、匀强磁场随着模型车向前运动过程中,始终有一个边做切割磁感线运动,安培力为:

    F=

    B2L12v

    R,故加速度随着速度的减小为减小;故A正确;

    B、在电磁铁系统的磁场进出任意一个线圈的过程中,线圈中磁通量方向不变,先增加后减小,故感应电流的方向相反,故B错误;

    C、在电磁铁系统的磁场全部进入任意一个线圈的过程中,通过线圈的电荷量q=[△Φ/R]=

    BL1L2

    R,故C正确;

    D、在刹车过程中,电磁铁系统每通过一个线圈过程,根据动量定理,有:

    -F•△t=m•△v

    其中F=

    B2L12v

    R

    联立解得:

    B2L12v

    R•△t=m•△v

    故△v=

    B2L12L2

    mR,即每通过一个线框,速度的减小量一定,故动能的减小量不是恒定的,故D错误;

    故选:AC.

    点评:

    本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;焦耳定律;霍尔效应及其应用;楞次定律.

    考点点评: 本题物理情境很新,但仍是常规物理模型,类似于磁场不动线圈在动的题型.在模型车的减速过程中,加速度不恒定,则用动能定理和动量定理来解决.