题目内容
【题目】实验小组想要探究电磁刹车的效果，在遥控小车底面安装宽为L、长为2.5L的N匝矩形线框abcd，总电阻为R，面积可认为与小车底面相同，其平面与水平地面平行，小车总质量为m.如图所示是简化的俯视图，小车在磁场外以恒定的功率做直线运动，受到地面阻力恒为f，进入磁场前已达到最大速度v，车头(ab边)刚要进入磁场时立即撤去牵引力，车尾(cd边)刚出磁场时速度恰好为零．已知有界磁场宽度为2.5L，磁感应强度为B，方向竖直向下．求：
（1）进入磁场前小车所受牵引力的功率P；
（2）车头刚进入磁场时，感应电流的大小I；
（3）电磁刹车过程中产生的焦耳热Q.
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】(1) 小车达最大速度v后，小车做匀速直线运动，牵引力大小等于摩擦力
F＝f
小车功率与牵引力的关系P＝Fv
解得P＝fv.
(2) 车头刚进磁场时，回路感应电动势
E＝NBLv
根据闭合电路欧姆定律，感应电流I＝
I＝
(3) 根据能量守恒
mv2＝Q＋f·5L
解得Q＝
mv2－5fL.
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