Question

17．如圖所示，虛線框內(nèi)為某種電磁緩沖車的結(jié)構(gòu)示意圖，其主要部件為緩沖滑塊K和質(zhì)量為m的“U”框型緩沖車廂，在車廂的底板上固定著兩個(gè)水平絕緣導(dǎo)軌PQ、MN，車廂的底板上還固定著電磁鐵，能產(chǎn)生垂直于導(dǎo)軌平面并隨車廂一起運(yùn)動(dòng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．設(shè)導(dǎo)軌右端QN是磁場(chǎng)的右邊界，導(dǎo)軌內(nèi)的緩沖滑塊K由高強(qiáng)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(zhǎng)為L(zhǎng)．假設(shè)緩沖車以速度v₀與障礙物C碰撞后，滑塊K立即停下（碰前車廂與滑塊相對(duì)靜止），此后線圈與軌道磁場(chǎng)的作用使車廂減速運(yùn)動(dòng)L后停下（導(dǎo)軌未碰到障礙物），從而實(shí)線緩沖，假設(shè)不計(jì)一切摩擦，則在緩沖過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 線圈中感應(yīng)電流方向沿adcba
• B． 線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為E_m=nBLv₀
• C． 通過(guò)線圈的電荷量為$\frac{n{L}^{2}B}{R}$
• D． 線圈中產(chǎn)生的焦耳熱為$\frac{1}{2}$mv₀²

Answer 1

分析 根據(jù)右手定則判斷感應(yīng)電流的方向；根據(jù)車廂的最大速度，結(jié)合切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式求出產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；根據(jù)q=$n\frac{△Φ}{R}$求出通過(guò)線圈的電荷量；根據(jù)能量守恒定律求出線圈中產(chǎn)生的焦耳熱．

解答 解：A、由右手定則知，感應(yīng)電流的方向是abcda（或逆時(shí)針），故A錯(cuò)誤．
B、在緩沖的過(guò)程中，車廂做減速運(yùn)動(dòng)，速度減小，則線圈切割產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E_m=nBLv₀，故B正確．
C、根據(jù)q=$n\frac{△Φ}{R}$知，減速運(yùn)動(dòng)L的過(guò)程中，通過(guò)線圈的電荷量q=$\frac{nB{L}^{2}}{R}$，故C正確．
D、根據(jù)能量守恒定律知，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱為$\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}$，故D正確．
故選：BCD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生分析和理解科技成果的能力，運(yùn)用電磁感應(yīng)、電路及力學(xué)的基本規(guī)律進(jìn)行分析和解答．注意線圈的匝數(shù)不能遺漏．