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当一块磁体靠近超导体时就会产生强大的电流,并对磁体产生排斥作用,用这种排斥力可以使磁体悬浮在空中,磁悬浮列车由此而诞生。由于列车浮起,使列车与轨道间的摩擦力减少到零,假设通过减小列车与空气的摩擦力,可使车速高达200m/s。当然,列车启动与停站均需一个变速过程,设乘客的生理能承受a=0.1g(g为重力加速度,取10m/s2)的加速度。假设上海与乌鲁木齐(s约4000km)间建设有这样的磁悬浮列车,则从上海到乌鲁木齐市所需最短的时间t为多少?
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超导现象是当今高科技的热点,当一块磁体靠近超导体时,超导体会产生强大的电流并且对磁体有排斥作用,这种排斥作用可以使磁体悬浮在空中,磁悬浮列车利用的就是这种原理,那么超导体产生强大电流的原因是( )
A.超导体中磁通量很大
B.超导体中磁通量的变化率很大
C.超导体中电阻极小
D.超导体中电压很大
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超导现象是当今高科技的热点,当一块磁体靠近超导体时,超导体会产生强大的电流并且对磁体有排斥作用,这种排斥作用可以使磁体悬浮在空中,磁悬浮列车利用的就是这种原理,那么超导体产生强大电流的原因是( )
A.超导体中磁通量很大
B.超导体中磁通量的变化率很大
C.超导体中电阻极小
D.超导体中电压很大
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利用超导体可以实现磁悬浮,如图是超导磁悬浮的示意图。在水平桌面上有一个周长为L的超导圆环,将一块质量为m的永磁铁从圆环的正上方缓慢下移,由于超导圆环跟磁铁之间有排斥力,结果永磁铁悬浮在超导圆环的正上方h1高处平衡。
(1)若测得圆环a点磁场如图所示,磁感应强度为B1,方向与水平方向成θ1角,问此时超导圆环中电流的大小和方向?
(2)在接下来的几周时间内,人们发现永磁铁在缓慢下移。经过较长时间T后,永磁铁的平衡位置在离桌面h2高处。有一种观点认为超导体也有很微小的电阻,只是现在一般仪器无法直接测得,超导圆环内电流的变化造成了永磁铁下移,并设想超导电流随时间缓慢变化的I2-t图,你认为哪张图相对合理,为什么?
(3)若测得此时a点的磁感应强度变为B2,夹角变为θ2,利用上面你认为相对正确的电流变化图,求出该超导圆环的电阻?
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磁悬浮铁路系统是一种新型的交通运输系统,它是利用电磁系统产生的排斥力将车辆托起,使整个列车悬浮在导轨上,同时利用电磁力进行驱动,采用直线电机模式获得驱动力的列车可简化为如下情境:固定在列车下端的矩形金属框随车平移;轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度沿Ox方向按正弦规律分布,最大值为B,其空间变化周期为2d,整个磁场以速度v1沿Ox方向向前高速匀速平移,列车以速度V2沿Ox方向匀速行驶,且v1>v2,从而产生感应电流,受到的安培力即为列车向前行驶的驱动力.设金属框电阻为R,长PQ=L,宽NP=d,求:
(1)如图为列车匀速行驶时的某一时刻,设为t=0时刻,MN、PQ均处于磁感应强度最大值处,此时金属框内感应电流的大小和方向.
(2)从t=0时刻起列车匀速行驶S距离的过程中,矩形金属线框产生的焦耳热.
(3)列车匀速行驶时所获得的最大驱动力的大小,并定性画出驱动力功率随时间变化在2d/v1-v2时间内的关系图线.
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据报道,磁悬浮列车已在上海正式运行。下图为某种磁悬浮的原理图,用一种新材料制成一闭合线圈,当它浸入液氮中时,会成为超导体,这时手拿一磁体,使任一磁极向下,放在线圈的正上方,磁体在磁力的作用下便处于悬浮状态。以下判断正确的是
A.在磁体放到线圈正上方的过程中,线圈中产生感应电流,稳定后,感应电流消失
B.在磁体放到线圈正上方的过程中,线圈中产生感应电流,稳定后,感应电流仍存在
C.若磁体的下端为N极,则线圈中感应电流的方向为顺时针(从上往下看)
D.若磁体的下端为N极,则线圈中感应电流的方向为逆时针方向(从上往下看)
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磁悬浮列车需要很强的磁场,因此线圈中的电流将非常大.用超导材料做磁悬浮线圈主要是因为( )
A.超导线圈强度大
B.只有超导线圈才能产生强磁场
C.低于临界温度时,超导线圈无电阻不发热
D.低于临界温度时,超导线圈有电阻但不发热
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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的新型交通工具.其推进原理可以简化为如图所示的模型:在水平面上相距L的两根平行直导轨间,有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2,且B1=B2=B,每个磁场的宽都是l,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L宽为l的金属框abcd(悬浮在导轨上方)在磁场力作用下也将会向右运动.设金属框的总电阻为R,运动中所受到的阻力恒为f,则金属框的最大速度可表示为( )
A.vm=(B2L2v-fR)/B2L2
B.vm=(2B2L2v-fR)/2B2L2L
C.vm=(4B2L2v-fR)/4B2L2
D.vm=(2B2L2v+fR)/2B2L2
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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的新型交通工具.其推进原理可以简化为如图所示的模型:在水平面上相距L的两根平行直导轨间,有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2,且B1=B2=B,每个磁场的宽都是L,相间排列,所有这些磁场都以相同速度向右匀速运动.这时跨在两导轨间的长为L、宽为L的金属框abcd(悬浮在导轨上方)在磁场力作用下也将会向右运动.设金属框的总电阻为R,运动中所受到的阻力恒为f,金属框的最大速度为Vm,则磁场向右匀速运动的速度V可表示为( )
A.v=
B.v=
C.v=
D.v=
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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的新型交通工具.其推进原理可以简化为如图所示的模型:在水平面上相距L的两根平行直导轨间,有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2,且B1=B2=B,每个磁场的宽都是l,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L宽为l的金属框abcd(悬浮在导轨上方)在磁场力作用下也将会向右运动.设金属框的总电阻为R,运动中所受到的阻力恒为f,则金属框的最大速度可表示为( )
A.vm=(B2L2v-fR)/B2L2
B.vm=(2B2L2v-fR)/2B2L2L
C.vm=(4B2L2v-fR)/4B2L2
D.vm=(2B2L2v+fR)/2B2L2