Question

（1）如果緩沖車以速度v₀與障礙物碰撞后滑塊K立即停下，請判斷滑塊K的線圈中感應電流的方向，并計算感應電流的大��；
（2）如果緩沖車與障礙物碰撞后滑塊K立即停下，為使緩沖車廂所承受的最大磁場力不超過F_m，求緩沖車運動的最大速度；
（3）如果緩沖車以速度v勻速運動時，在它前進的方向上有一個質(zhì)量為m₃的靜止物體C，滑塊K與物體C相撞后粘在一起，碰撞時間極短。設(shè)m₁=m₂=m₃=m，在cd邊進入磁場之前，緩沖車（包括滑塊K）與物體C已達到相同的速度，求相互作用的整個過程中線圈abcd產(chǎn)生的焦耳熱。

Answer 1

(1) (2) (3)

（1）由右手定則判斷出感應電流的方向是abcda（或逆時針）   2分
緩沖車以速度碰撞障礙物后滑塊K靜止，滑塊相對磁場的速度大小為   1分
線圈中產(chǎn)生的感應電動勢   1分
線圈中感應電流   1分
解得   1分
（2）設(shè)緩沖車的最大速度為，碰撞后滑塊K靜止，滑塊相對磁場的速度大小為。
線圈中產(chǎn)生的感應電動勢   1分
線圈中的電流   1分
線圈ab邊受到的安培力   2分
依據(jù)牛頓第三定律，緩沖車廂受到的磁場力   1分
依題意
解得   2分
（3）設(shè)K、C碰撞后共同運動的速度為，由動量守恒定律
    2分
設(shè)緩沖車與物體C共同運動的速度為  2分
由動量守恒定律  2分
設(shè)線圈abcd產(chǎn)生的焦耳熱為Q，依據(jù)能量守恒

解得   1分