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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.如图所示,模型车的车厢下端安装有电磁铁系统,电磁铁

题目详情
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.如图所示,模型车的车厢下端安装有电磁铁系统,电磁铁系统能在其下方的水平光滑轨道(间距为L1)中的长为L1、宽为L2的矩形区域内产生匀强磁场,该磁场的磁感应强度大小为B、方向竖直向下.将长大于L1、宽为L2的单匝矩形线圈等间距铺设在轨道正中央,其间距也为L2.已知电磁铁系统的总质量为m,每个线圈的电阻为R,导线粗细忽略不计,空气阻力不计.在某次实验中,系统的初速度为v0,开始制动后,系统刚好完整滑过了n个线圈,则(  )


A.在制动的过程中,模型车的加速度越来越小
B.在电磁铁系统的磁场进出任意一个线圈的过程中,线圈中产生的感应电流方向不变
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=
BL1L2
R

D.在刹车过程中,电磁铁系统每通过一个线圈均产生电热Q=
mv
2
0
2n
▼优质解答
答案和解析
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.