一种电磁缓冲装置.能够产生连续变化的电磁斥力.有效缓冲车辆间的速度差.避免车辆间发生碰撞和追尾事故.下图虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图.在缓冲车的底部还安装有电磁铁.能产生垂直于导轨平面的匀强磁场.磁场的磁感应强度为B.在缓冲车的PQ.MN导轨内有一个由高强度材料制成的缓冲滑块K.滑块K可以在导轨上无摩擦地滑动.在滑块K上绕有闭合矩形� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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（20分）
一种电磁缓冲装置，能够产生连续变化的电磁斥力，有效缓冲车辆间的速度差，避免车辆间发生碰撞和追尾事故。下图虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，在缓冲车的底部还安装有电磁铁(图中未画出)，能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，在缓冲车的PQ、MN导轨内有一个由高强度材料制成的缓冲滑块K，滑块K可以在导轨上无摩擦地滑动。在滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab的连线长为L，缓冲车在光滑水平面上运动。
（1）如果缓冲车以速度v0与障碍物碰撞后滑块K立即停下，求缓冲车厢速度减半时滑块K上线圈内的感应电流大小和方向；
（2）如果缓冲车以速度v0与障碍物碰撞后滑块K立即停下，求缓冲车厢从碰撞到停下过程中通过的位移（设缓冲车厢与滑块K始终不相撞)；
（3）设缓冲车厢质量为m₁，滑块K质量为m₂，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， cd边进入磁场之前，缓冲车（包括滑块K)与物体C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。(物体C与水平面间摩擦不计）

（1）

（2）

（3）

（1）由右手定则判断出感应电流的方却是abcda（或逆时针）
缓冲车以速度v₀/2碰撞障碍物后滑块K静止，滑块相对磁场的速度大小为v₀/2
线圈中产生的感应电动势

线圈中感应电流

（2）设此过程中缓冲车通过位移为d，经过时间为t，线圈通过的平均电流为i，平均电动势为E，对缓冲车厢由动量定理

对线圈由闭合电路欧姆定律

（3）设K、C碰撞后共同运动的速度为v₁，由动量守恒定律

设缓冲车与物体C共同运动的速度为v₂
由动量守恒定律

设线圈abcd产生的焦耳热为Q，依据能量守恒

解得

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B．闭合电键S的瞬时，有感应电流通过电阻R，方向为b→a

C．闭合电键S后，一直有感应电流通过电阻R

D．断开电键S的瞬时，两线圈中均无电流通过

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(3)已知小颗粒在轨迹DP上某处的最大速度为v_m，该处轨迹的曲率半径是距水平面高度的k倍，则该处的高度为多大？

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求：（1）金属棒在滑动过程中的最大加速度及离开导轨后有可能达到的最大水平射程；
（2）若金属棒离开导轨后的实际水平射程仅为0.8m，则从闭合电键到金属棒离开导轨在金属棒上产生的焦耳热为多少？

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，质量为

的带电粒子以沿半径且垂直于磁场方向向圆外的速度经过该圆形边界，已知该粒子只受到磁场对它的作用力。

小题1:若粒子在其与圆心O连线旋转一周时恰好能回到A点，试救济粒子运动速度V的可能值。
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如图8-2-15所示，一个理想边界为PQ、MN的匀强磁场区域，磁场宽度为d，方向垂直纸面向里.一电子从O点沿纸面垂直PQ以速度v₀进入磁场.若电子在磁场中运动的轨道半径为2d.O′在MN上，且OO′与MN垂直.下列判断正确的是（　　）

图8-2-15

A．电子将向右偏转

B．电子打在MN上的点与O′点的距离为d

C．电子打在MN上的点与O′点的距离为

D．电子在磁场中运动的时间为

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