题目内容
【题目】某研究所正在研究一种电磁刹车装置，试验小车质量m=2kg，底部有一个匝数n=10匝边长L=0.1m水平放置的正方形线圈，线圈总电阻r=1Ω，在试验中，小车从轨道起点由静止滑下，进入水平轨道，两根平行直导轨间分布若干等间距的匀强磁场B=1.0T，磁场区域的宽度和无磁场区域的宽度均为d=0.1m，磁场方向竖直向上，整个运动过程中不计小车所受的摩擦及空气阻力，小车在骨雕连接处运动时无能量损失，当试验小车从h=1.25m高度无初速度释放，（小车可简化为正方形线圈，进入前边与磁场边界平行）
（1）求车下线圈刚进入磁场边界时产生感应电动势的大小；
（2）求车下线圈完全通过第一个磁场区域的过程中线圈产生的热量；
（3）求车下线圈刚进入第k个磁场区域时，线圈的电功率。
【答案】（1）5V（2）1J（3）
【解析】（1）小车下滑过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh＝
mv02，
解得：v0＝
＝5m/s，
小车进入磁场时线圈产生的感应电动势：E=nBLv=10×1×0.1×5=5V；
（2）由动量定理得：-nBILt=mv1-mv0，
解得：v1=4.9m/s，
线圈产生的热量：Q＝
＝1J；
（3）完整第k-1的磁场时，由动量定理得：2
＝mvk1mvk，
解得：vk1＝v0
2(k1)＝
线圈的功率：
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