题目内容

17.如图所示,虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图,其主要部件为缓冲滑块K和质量为m的“U”框型缓冲车厢,在车厢的底板上固定着两个水平绝缘导轨PQ、MN,车厢的底板上还固定着电磁铁,能产生垂直于导轨平面并随车厢一起运动的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B.设导轨右端QN是磁场的右边界,导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成,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边长为L.假设缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后,滑块K立即停下(碰前车厢与滑块相对静止),此后线圈与轨道磁场的作用使车厢减速运动L后停下(导轨未碰到障碍物),从而实线缓冲,假设不计一切摩擦,则在缓冲过程中,下列说法正确的是(  )
A.线圈中感应电流方向沿adcba
B.线圈中感应电动势的最大值为Em=nBLv0
C.通过线圈的电荷量为$\frac{n{L}^{2}B}{R}$
D.线圈中产生的焦耳热为$\frac{1}{2}$mv02

分析 根据右手定则判断感应电流的方向;根据车厢的最大速度,结合切割产生的感应电动势公式求出产生的最大感应电动势;根据q=$n\frac{△Φ}{R}$求出通过线圈的电荷量;根据能量守恒定律求出线圈中产生的焦耳热.

解答 解:A、由右手定则知,感应电流的方向是abcda(或逆时针),故A错误.
B、在缓冲的过程中,车厢做减速运动,速度减小,则线圈切割产生的最大感应电动势Em=nBLv0,故B正确.
C、根据q=$n\frac{△Φ}{R}$知,减速运动L的过程中,通过线圈的电荷量q=$\frac{nB{L}^{2}}{R}$,故C正确.
D、根据能量守恒定律知,线圈中产生的焦耳热为$\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}$,故D正确.
故选:BCD.

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和解答.注意线圈的匝数不能遗漏.

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