问题 问答题

(1)如果缓冲车以速度v0与障碍物碰撞后滑块K立即停下,请判断滑块K的线圈中感应电流的方向,并计算感应电流的大小;

(2)如果缓冲车与障碍物碰撞后滑块K立即停下,为使缓冲车厢所承受的最大磁场力不超过Fm,求缓冲车运动的最大速度;

(3)如果缓冲车以速度v匀速运动时,在它前进的方向上有一个质量为m3的静止物体C,滑块K与物体C相撞后粘在一起,碰撞时间极短。设m1=m2=m3=m,在cd边进入磁场之前,缓冲车(包括滑块K)与物体C已达到相同的速度,求相互作用的整个过程中线圈abcd产生的焦耳热。

答案

(1) (2) (3)

(1)由右手定则判断出感应电流的方向是abcda(或逆时针)   2分

缓冲车以速度碰撞障碍物后滑块K静止,滑块相对磁场的速度大小为   1分

线圈中产生的感应电动势   1分

线圈中感应电流   1分

解得   1分

(2)设缓冲车的最大速度为,碰撞后滑块K静止,滑块相对磁场的速度大小为

线圈中产生的感应电动势   1分

线圈中的电流   1分

线圈ab边受到的安培力   2分

依据牛顿第三定律,缓冲车厢受到的磁场力   1分

依题意

解得   2分

(3)设K、C碰撞后共同运动的速度为,由动量守恒定律

    2分

设缓冲车与物体C共同运动的速度为  2分

由动量守恒定律  2分

设线圈abcd产生的焦耳热为Q,依据能量守恒

解得   1分

单项选择题
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