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

Question

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. v_max=

(B2L2v-fR)/(B2L2)

B. v_max=

(2B2L2v-fR)/(2B2L2)

C. v_max=

(4B2L2v-fR)/(4B2L2)

D. v_max=

(2B2L2+fR)/(2B2L2)

Answer 1

由题，当金属框的最大速度为v_max时，线框相对于磁场的速度大小为v-v_max，方向向左，bc和ad产生的感应电动势大小都为：E=BL（v-v_max），
线框中感应电流大小为 I=(2E)/(R)，由右手判断可知，感应电流方向为顺时针方向，由左手定则可知，bc和ad所受安培力方向均向右，安培力大小均为F=BIL，联立得到：
  F=(2B2L2(v-vmax))/(R)
根据平衡条件得：2F=f
代入解得：v_max=(4B2L2v-fR)/(4B2L2)．
故选：C