Question

17．如圖所示，虛線框內為某種電磁緩沖車的結構示意圖，其主要部件為緩沖滑塊K和質量為m的“U”框型緩沖車廂，在車廂的底板上固定著兩個水平絕緣導軌PQ、MN，車廂的底板上還固定著電磁鐵，能產(chǎn)生垂直于導軌平面并隨車廂一起運動的勻強磁場，磁場的磁感應強度大小為B．設導軌右端QN是磁場的右邊界，導軌內的緩沖滑塊K由高強度絕緣材料制成，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邊長為L．假設緩沖車以速度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靜止），此后線圈與軌道磁場的作用使車廂減速運動L后停下（導軌未碰到障礙物），從而實線緩沖，假設不計一切摩擦，則在緩沖過程中，下列說法正確的是（　�。�

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

Answer 1

分析 根據(jù)右手定則判斷感應電流的方向；根據(jù)車廂的最大速度，結合切割產(chǎn)生的感應電動勢公式求出產(chǎn)生的最大感應電動勢；根據(jù)q=$n\frac{△Φ}{R}$求出通過線圈的電荷量；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，感應電流的方向是abcda（或逆時針），故A錯誤．
B、在緩沖的過程中，車廂做減速運動，速度減小，則線圈切割產(chǎn)生的最大感應電動勢E_m=nBLv₀，故B正確．
C、根據(jù)q=$n\frac{△Φ}{R}$知，減速運動L的過程中，通過線圈的電荷量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．

點評 本題考查學生分析和理解科技成果的能力，運用電磁感應、電路及力學的基本規(guī)律進行分析和解答．注意線圈的匝數(shù)不能遺漏．