電磁緩沖裝置是一種利用電磁力來實現有效緩沖車輛間的速度差，避免車輛間發生碰撞和追尾事故的安全裝置。某電磁緩沖車結構如圖所示（俯視圖），其主要部件為緩沖滑塊K和質量為m的緩沖車廂。在緩沖車的底板上，沿車的軸線固定著兩個光滑水平絕緣導軌PQ、MN。車廂底部的電磁鐵（圖中未畫出）能產生垂直導軌平面的勻強磁場，磁感應強度為B。導軌內的緩沖滑塊K由高強度絕緣材料制成，其上繞有n匝閉合矩形線圈abcd,線圈的總電阻為R，ab邊長為L。緩沖裝置工作時，滑塊K在緩沖車與礙物C碰撞后能立即停下。某次事故中，緩沖車以速度v0與障礙物C碰撞后，在線圈與軌道間磁場力的作用下繼續前進L后速度減小為零，此時滑塊下還未完全進入導軌間的磁場區域。忽略一切摩擦阻力。求：
（1）此次碰撞過程中滑塊K上的線圈所能產生的感應電流最大值；
（2）此次碰撞過程中，線圈abcd中通過的電量和產生的焦耳熱各是多少？
（3）若緩沖車以某一未知速度與障礙物C碰撞后，緩沖車廂所受的最大水平磁場力為Fm。要使導軌右端不碰到障礙物C，則碰撞前，導軌右端與滑塊K的cd邊距離至少多大？
【答案】（1）此次碰撞過程中滑塊K上的線圈所能產生的感應電流最大值為；
（2）此次碰撞過程中，線圈abcd中通過的電量為，產生的焦耳熱為；
（3）碰撞前，導軌右端與滑塊K的cd邊距離至少為。
n
BL
v
0
R
（2）此次碰撞過程中，線圈abcd中通過的電量為
n
B
L
2
R
1
2
m
v
2
0
（3）碰撞前，導軌右端與滑塊K的cd邊距離至少為
m
F
m
R
2
n
4
B
4
L
4
【解答】
【點評】
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發布：2024/6/27 10:35:59組卷：47引用：2難度：0.3
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1．半徑為R的金屬圓環水平固定，電阻忽略不計。圓環內存在與環面垂直的勻強磁場，磁感應強度為B。導體棒長為L（L＞2R），其單位長度電阻值為r。圖（a）中導體棒與圓環相切于O1點，t=0時刻起，從圖示位置以速度v勻速向右運動，棒始終與速度方向垂直。圖（b）中導體棒與圓環相切于O2點，t=0時刻起，以O2點為軸從圖示位置起在水平面內順時針勻速轉過180°，角速度為ω；導體棒掃過整個環面時與環接觸良好。
（1）分析說明圖（a）中導體棒掃過整個環面過程中流過導體棒的電流變化情況；
（2）求圖（b）中導體棒兩端產生的感應電動勢E與時間t的關系式；
（3）若圖（a）、圖（b）中導體棒掃過整個環面所用時間相同，試比較兩種情況中導體棒運動到虛線（圓環上直徑位置）處，流過兩導體棒的感應電流大小。發布：2024/12/30 1:0:6組卷：99引用：2難度：0.7 -
2．如圖甲所示，在水平面上有一豎直向下的足夠寬的矩形勻強磁場區域，磁感應強度B0=0.2T，區域長度L=3m,在緊靠磁場的左邊界處的水平面上放置一正方形線框，匝數n=10，邊長a=1m,線框電阻R=1Ω，質量m=1kg?，F在線框上作用一水平恒力F，使線框從靜止開始向右進入磁場中，已知恒力F的大小為10N，線框與水平面間的動摩擦因數μ=0.2，整個線框完全進入磁場前已經勻速運動，g=10m/s2。當線框剛全部進入磁場開始計時，磁場即以如圖乙所示規律變化。下列說法正確的是（ ）
發布：2024/12/29 23:30:1組卷：149引用：3難度：0.5 -
3．如圖，空間某區域內存在沿水平方向的勻強磁場，一正方形閉合金屬線框自磁場上方某處釋放后穿過磁場，整個過程線框平面始終豎直，線框邊長小于磁場區域上下寬度。以線框剛進入磁場時為計時起點，下列描述線框所受安培力F隨時間t變化關系的圖中，不正確的是（ ?。?/h2>發布：2024/12/29 20:30:1組卷：234難度：0.7