電磁緩沖裝置是一種利用電磁力來實現(xiàn)有效緩沖車輛間的速度差,避免車輛間發(fā)生碰撞和追尾事故的安全裝置。某電磁緩沖車結構如圖所示(俯視圖),其主要部件為緩沖滑塊K和質(zhì)量為m的緩沖車廂。在緩沖車的底板上,沿車的軸線固定著兩個光滑水平絕緣導軌PQ、MN。車廂底部的電磁鐵(圖中未畫出)能產(chǎn)生垂直導軌平面的勻強磁場,磁感應強度為B。導軌內(nèi)的緩沖滑塊K由高強度絕緣材料制成,其上繞有n匝閉合矩形線圈abcd,線圈的總電阻為R,ab邊長為L。緩沖裝置工作時,滑塊K在緩沖車與礙物C碰撞后能立即停下。某次事故中,緩沖車以速度v0與障礙物C碰撞后,在線圈與軌道間磁場力的作用下繼續(xù)前進L后速度減小為零,此時滑塊下還未完全進入導軌間的磁場區(qū)域。忽略一切摩擦阻力。求:
(1)此次碰撞過程中滑塊K上的線圈所能產(chǎn)生的感應電流最大值;
(2)此次碰撞過程中,線圈abcd中通過的電量和產(chǎn)生的焦耳熱各是多少?
(3)若緩沖車以某一未知速度與障礙物C碰撞后,緩沖車廂所受的最大水平磁場力為Fm。要使導軌右端不碰到障礙物C,則碰撞前,導軌右端與滑塊K的cd邊距離至少多大?
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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