(2)求線框勻速運動的速度大小, (3)求線框進入磁場過程中產(chǎn)生的電熱. 【查看更多】

 

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圖16虛線框內(nèi)為某種電磁緩沖車的結構示意圖，在緩沖車的底板上沿車的軸線固定有兩個足夠長的平行絕緣光滑導軌PQ、MN，在緩沖車的底部還安裝有電磁鐵（圖中未畫出），能產(chǎn)生垂直于導軌平面的勻強磁場，磁場的磁感應強度為B。在緩沖車的PQ、MN導軌內(nèi)有一個由高強度材料制成的緩沖滑塊K，滑塊K可以在導軌上無摩擦地滑動，在滑塊K上繞有閉合矩形線圈abcd，線圈的總電阻為R，匝數(shù)為n，ab的邊長為L。緩沖車的質(zhì)量為m1（不含滑塊K的質(zhì)量），滑塊K的質(zhì)量為m2。為保證安全，要求緩沖車廂能夠承受的最大水平力（磁場力）為Fm，設緩沖車在光滑的水平面上運動。

（1）如果緩沖車以速度v0與障礙物碰撞后滑塊K立即停下，請判斷滑塊K的線圈中感應電流的方向，并計算感應電流的大�。�

（2）如果緩沖車與障礙物碰撞后滑塊K立即停下，為使緩沖車廂所承受的最大磁場力不超過Fm，求緩沖車運動的最大速度；

（3）如果緩沖車以速度v勻速運動時，在它前進的方向上有一個質(zhì)量為m3的靜止物體C，滑塊K與物體C相撞后粘在一起，碰撞時間極短。設m1=m2=m3=m，在cd邊進入磁場之前，緩沖車（包括滑塊K）與物體C已達到相同的速度，求相互作用的整個過程中線圈abcd產(chǎn)生的焦耳熱。

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矩形裸導線框長邊的長度為2l，短邊的長度為l，在兩個短邊上均接有阻值為R的電阻，其余部分電阻均不計．導線框的位置如圖所示，線框內(nèi)的磁場方向及分布情況如圖，大小為．一電阻為R的光滑導體棒AB與短邊平行且與長邊始終接觸良好．起初導體棒處于x=0處，從t=0時刻起，導體棒AB在沿x方向的外力F的作用下做速度為v的勻速運動．試求：
（1）導體棒AB從x=0運動到x=2l的過程中外力F隨時間t變化的規(guī)律；
（2）導體棒AB從x=0運動到x=2l的過程中整個回路產(chǎn)生的熱量．

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如圖所示虛線框內(nèi)為某種電磁緩沖車的結構示意圖，在緩沖車的底板上沿車的軸線固定有兩個足夠長的平行絕緣光滑導軌PQ、MN，在緩沖車的底部還安裝有電磁鐵（圖中未畫出），能產(chǎn)生垂直于導軌平面的勻強磁場，磁場的磁感應強度為B．在緩沖車的PQ、MN導軌內(nèi)有一個由高強度材料制成的緩沖滑塊K，滑塊K可以在導軌上無摩擦地滑動，在滑塊K上繞有閉合矩形線圈abcd，線圈的總電阻為R，匝數(shù)為n，ab的邊長為L．緩沖車的質(zhì)量為m1（不含滑塊K的質(zhì)量），滑塊K的質(zhì)量為m2．為保證安全，要求緩沖車廂能夠承受的最大水平力（磁場力）為Fm，設緩沖車在光滑的水平面上運動．
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（1）如果緩沖車以速度v0與障礙物碰撞后滑塊K立即停下，請判斷滑塊K的線圈中感應電流的方向，并計算感應電流的大��；
（2）如果緩沖車與障礙物碰撞后滑塊K立即停下，為使緩沖車廂所承受的最大磁場力不超過Fm．求緩沖車運動的最大速度；
（3）如果緩沖車以速速v勻速運動時，在它前進的方向上有一個質(zhì)量為m3的靜止物體C，滑塊K與物體C相撞后粘在一起，碰撞時間極短．設m1=m2=m3=m，在cd邊進入磁場之前，緩沖車（包括滑塊K）與物體C已達到相同的速度，求相互作用的整個過程中線圈abcd產(chǎn)生的焦耳熱．

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如圖所示，虛線框內(nèi)為某種電磁緩沖車的結構示意圖，其主要部件為緩沖滑塊K和質(zhì)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．緩沖車的底部，安裝電磁鐵（圖中未畫出），能產(chǎn)生垂直于導軌平面的勻強磁場，磁場的磁感應強度為B．導軌內(nèi)的緩沖滑塊K由高強度絕緣材料制成，滑塊K上繞有閉合矩形線圈abcd，線圈的總電阻為R，匝數(shù)為n，ab邊長為L．假設緩沖車以速度v0與障礙物C碰撞后，滑塊K立即停下，此后線圈與軌道的磁場作用力使緩沖車廂減速運動，從而實現(xiàn)緩沖，一切摩擦阻力不計．
（1）求滑塊K的線圈中最大感應電動勢的大�。�
（2）若緩沖車廂向前移動距離L后速度為零，則此過程線圈abcd中通過的電量和產(chǎn)生的焦耳熱各是多少？
（3）若緩沖車以某一速度
v′0
（未知）與障礙物C碰撞后，滑塊K立即停下，緩沖車廂所受的最大水平磁場力為Fm．緩沖車在滑塊K停下后，其速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足：v=
v′0
-
n2B2L2
mR
x．要使導軌右端不碰到障礙物，則緩沖車與障礙物C碰撞前，導軌右端與滑塊K的cd邊距離至少多大？

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如圖所示，正方形線框abcd放在光滑絕緣的水平面上，其質(zhì)量m=0.5 kg、電阻R=0.5 Ω、邊長L=0.5 m。M，N分別為線框ad，bc邊的中點。圖示兩個虛線區(qū)域內(nèi)分別有豎直向下和豎直向上的勻強磁場，磁感應強度均為B=1 T，PQ為其分界線，線框從圖示位置以初速度v0=2 m/s向右滑動，當MN 與PQ重合時，線框的瞬時速度方向仍然向右，求：
(1)線框由圖示位置運動到MN與PQ重合的過程中磁通量的變化量；
(2)線框運動過程中最大加速度的大小。

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