题目内容
17.(1)缓冲滑块K的线圈中感应电流的方向和最大感应电动势的大小;
(2)若缓冲车厢向前移动距离L后速度为零,缓冲车厢与障碍物和线圈的ab边均没有接触,则此过程线圈abcd中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
分析 (1)缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后,滑块相对磁场的速度大小为v0,此时线框中产生的感应电动势最大,由公式Em=nBLv0求出最大感应电热势.
(2)根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式结合求电量.缓冲车厢向前移动距离L后速度为零,缓冲车厢的动能全部转化为内能,根据能量守恒求线圈中产生的热量.
解答 解:(1)缓冲过程中,缓冲滑块K的线圈中磁通量增大,由楞次定律知:缓冲滑块K的线圈中感应电流的方向是abcda.
缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后,滑块K立即停下,滑块相对磁场的速度大小为v0,线圈中产生的感应电动势最大,则有最大感应电动势的大小为 Em=nBLv0.
(2)由法拉第电磁感应定律得
E=n$\frac{△Φ}{△t}$,其中△Φ=BL2.
由欧姆定律得$\overline{I}$=$\frac{E}{R}$
又q=$\overline{I}$△t
联立得,此过程线圈abcd中通过的电量:
q=n$\frac{B{L}^{2}}{R}$.
由功能关系得:线圈产生的焦耳热为:
Q=$\frac{1}{2}$m${v}_{0}^{2}$-μ(m+m0)gL
答:(1)缓冲滑块K的线圈中感应电流的方向为abcda,和最大感应电动势的大小为 nBLv0;
(2)此过程线圈abcd中通过的电量是n$\frac{B{L}^{2}}{R}$,线圈产生的焦耳热为$\frac{1}{2}$m${v}_{0}^{2}$-μ(m+m0)gL.
点评 本题考查学生分析和理解科技成果的能力,运用电磁感应、电路及力学的基本规律进行分析.
练习册系列答案
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15.
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12.
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| A. | aA=0,aB=3g | B. | aA=g,aB=g | C. | aA=0,aB=$\frac{3g}{2}$ | D. | aA=g,aB=3g |
2.用相同材料做成的A、B两木块的质量之比为3:2,初速度之比为2:3,它们在同一粗糙水平面上同时开始沿直线滑行,直至停止,则它们( )
| A. | 滑行中的加速度之比为1:1 | B. | 滑行的时间之比为2:3 | ||
| C. | 滑行的距离之比为4:9 | D. | 滑行的距离之比为9:4 |
7.根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是( )
| A. | 阻碍引起感应电流的磁通量 | B. | 与引起感应电流的磁场反向 | ||
| C. | 与引起感应电流的磁场方向相同 | D. | 阻碍引起感应电流的磁通量的变化 |