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磁懸浮列車是一種高速運載工具，它由兩個系統(tǒng)組成．一是懸浮系統(tǒng)，利用磁力使車體在軌道上懸浮起來從而減小阻力．另一是驅動系統(tǒng)，即利用磁場與固定在車體下部的感應金屬線圈相互作用，使車體獲得牽引力，圖22就是這種磁懸浮列車電磁驅動裝置的原理示意圖．即在水平面上有兩根很長的平行軌道PQ和MN，軌道間有垂直軌道平面的勻強磁場B₁和B₂，且B₁和B₂的方向相反，大小相等，即B₁=B₂=B．列車底部固定著繞有N匝閉合的矩形金屬線圈abcd（列車的車廂在圖中未畫出），車廂與線圈絕緣．兩軌道間距及線圈垂直軌道的ab邊長均為L，兩磁場的寬度均與線圈的ad邊長相同．當兩磁場B_l和B₂同時沿軌道方向向右運動時，線圈會受到向右的磁場力，帶動列車沿導軌運動．已知列車車廂及線圈的總質量為M，整個線圈的總電阻為R．
（1）假設用兩磁場同時水平向右以速度v₀作勻速運動來起動列車，為使列車能隨磁場運動，列車所受的阻力大小應滿足的條件；
（2）設列車所受阻力大小恒為f，假如使列車水平向右以速度v做勻速運動，求維持列車運動外界在單位時間內需提供的總能量；
（3）設列車所受阻力大小恒為f，假如用兩磁場由靜止開始向右做勻加速運動來起動列車，當兩磁場運動的時間為t₁時，列車正在向右做勻加速直線運動，此時列車的速度為v₁，求兩磁場開始運動到列車開始運動所需要的時間t₀．

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磁懸浮列車是一種高速運載工具，它由兩個系統(tǒng)組成．一是懸浮系統(tǒng)，利用磁力使車體在軌道上懸浮起來從而減小阻力．另一是驅動系統(tǒng)，即利用磁場與固定在車體下部的感應金屬線圈相互作用，使車體獲得牽引力，圖22就是這種磁懸浮列車電磁驅動裝置的原理示意圖．即在水平面上有兩根很長的平行軌道PQ和MN，軌道間有垂直軌道平面的勻強磁場B₁和B₂，且B₁和B₂的方向相反，大小相等，即B₁=B₂=B．列車底部固定著繞有N匝閉合的矩形金屬線圈abcd（列車的車廂在圖中未畫出），車廂與線圈絕緣．兩軌道間距及線圈垂直軌道的ab邊長均為L，兩磁場的寬度均與線圈的ad邊長相同．當兩磁場B_l和B₂同時沿軌道方向向右運動時，線圈會受到向右的磁場力，帶動列車沿導軌運動．已知列車車廂及線圈的總質量為M，整個線圈的總電阻為R．
（1）假設用兩磁場同時水平向右以速度v₀作勻速運動來起動列車，為使列車能隨磁場運動，列車所受的阻力大小應滿足的條件；
（2）設列車所受阻力大小恒為f，假如使列車水平向右以速度v做勻速運動，求維持列車運動外界在單位時間內需提供的總能量；
（3）設列車所受阻力大小恒為f，假如用兩磁場由靜止開始向右做勻加速運動來起動列車，當兩磁場運動的時間為t₁時，列車正在向右做勻加速直線運動，此時列車的速度為v₁，求兩磁場開始運動到列車開始運動所需要的時間t₀．

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磁懸浮列車是一種高速運載工具，它具有兩個重要系統(tǒng)。一是懸浮系統(tǒng)，利用磁力（可由超導電磁鐵提供）使車體在導軌上懸浮起來與軌道脫離接觸從而減小阻力。另一是驅動系統(tǒng)，即利用磁場與固定在車體下部的感應金屬框相互作用，使車體獲得牽引力，下圖是實驗列車驅動系統(tǒng)的原理示意圖。在水平面上有兩根很長的平行軌道PQ和MN，軌道間有垂直軌道平面的勻強磁場B₁和B₂，且B₁和B₂的方向相反，大小相等，即B₁=B₂=B。在列車的底部固定著繞有N匝相同的閉合矩形金屬線圈，并且與之絕緣。整個線圈的總電阻為R，每個矩形金屬線圈abcd垂直軌道的邊長L_ab=L，且兩磁場的寬度均與金屬線圈ad的邊長相同（列車的車廂在圖中未畫出）。當兩磁場B₁和B₂同時沿導軌方向向右運動時，金屬框也會受到向右的磁場力，帶動列車沿導軌運動。已知列車車廂及線圈的總質量為M，整個線圈的電阻為R。
（1）假設用兩磁場同時水平向右以速度v₀作勻速運動來起動列車，為使列車能隨磁場運動，列車所受總的阻力大小應滿足的條件；
（2）設列車所受阻力大小恒為f，假如使列車水平向右以速度v做勻速運動，求維持列車運動外界在單位時間內需提供的總能量；
（3）設列車所受阻力大小恒為f，假如用兩磁場由靜止沿水平向右做勻加速運動來起動列車，當兩磁場運動的時間為t₁時，列車也正在以速度v₁向右做勻加速直線運動，求兩磁場開始運動后到列車開始起動所需要的時間t₀。

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磁懸浮列車是一種高速運載工具，它由兩個系統(tǒng)組成，一是懸浮系統(tǒng)，利用磁力使車體在軌道上懸浮起來從而減小阻力。另一是驅動系統(tǒng)，即利用磁場與固定在車體下部的感應金屬線圈相互作用，使車體獲得牽引力，如圖就是這種磁懸浮列車電磁驅動裝置的原理示意圖。即在水平面上有兩根很長的平行軌道PQ和MN，軌道間有垂直軌道甲面的勻強磁場B₁和B₂，且B₁和B₂的方向相反，大小相等，即B₁=B₂=B。列車底部固定著繞有N匝閉合的矩形金屬線圈abcd（列車車廂在圖中未畫出），車廂與線圈絕緣，兩軌道間距及線圈垂直軌道的ab邊長均為L，兩磁場的寬度均與線圈的ad邊長度相同，當兩磁場B₁和B₂同時沿軌道向右運動時，線圈會受到向右的磁場力，帶動列車沿軌道運動。已知列車車廂及線圈的總質量為M，整個線圈的電阻為R。
(1)假設用兩磁場同時水平向右以速度v₀做勻速運動來啟動列車，為使列車能隨磁場運動，求列車所受的阻力大小應滿足的條件；
(2)設列車所受阻力大小恒為f，假如使列車水平向右以速度v做勻速運動，求維持列車運動外界在單位時間內需提供的總能量；
(3)設列車所受阻力大小恒為f，假如用兩磁場由靜止開始向右做勻加速運動來啟動列車，當兩磁場運動的時間為t₁時，列車正在向右做勻加速直線運動，此時列車的速度為v₁，求從兩磁場開始運動到列車開始運動所需要的時間t₀。

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一、本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，有一個或多個選項是正確的；全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不選的得0分。

1．C    2．AD    3．A    4．D    5．AC    6．BCD    7．D    8．B   

9．BCD    10．ABD

二、本題共2小題，共18分。

11．（1）0.497m/s² （4分）    （2）①CD（1分），②天平（1分）

（3）（2分），偏大（2分）

12. ①I=0.44…………………（1分）      

I′=0.44………………（1分）

R=3608…………………（1分）     

R_x=3608 ………………（1分）

②作圖4分，有一處錯誤則不得分

三、本題共4小題，共42分。

14．解：設電動機線圈電阻為，5的電阻為，

則檢查故障時    ①

電動機線圈阻值=6－=6－5=1    ②

設電動機轉動時通過線圈的電流為    ③

代入數據解得   ④

評分標準：本題共10分，其中①③各3分，②④各2分。

15．解：對物塊B，由動能定理得

   ①

對物塊A，由動能定理得

     ②

解①②得：   ③

評分標準：本題共10分，其中①②各3分，③4分。

16．解（1）根據照片縮小比例，可算得杠鈴被舉起的實際高度為

     ①

   （2）杠鈴在該過程中先向上做勻加速運動，后做豎直上拋運動。   ②

由    ③

得   ④

   （3）豎直向上拋運動的時間    ⑤

勻加速運動的時間

勻加速運動的加速度      ⑥

由牛頓第二定律

得   ⑦

評分標準：本題共10分，其中①③⑥各2分，其余每式1分。

17．解（1）帶電粒子在磁場中偏轉。

由牛頓定律得 ①

代入數據得   ②

（2）帶電粒子在磁場中的運動周期

  ③

運動的時間   ④

帶電粒子在電場中運動的時間

  ⑤

故粒子在電磁場偏轉所用的總時間

      ⑥  

   （3）如圖所示。