综合题10.0分
物理
【加试题】一实验小组想要探究电磁刹车的效果。在遥控小车底面安装宽为L、长为2.5L的N匝矩形线框，线框电阻为R，面积可认为与小车底面相同，其平面与水平地面平行，小车总质量为m。其俯视图如图所示，小车在磁场外行驶时的功率保持P不变，且在进入磁场前已达到最大速度，当车头刚要进入磁场时立即撤去牵引力，完全进入磁场时速度恰好为零。已知有界磁场PQ和MN间的距离为2.5L，磁感应强度大小为B，方向竖直向上，在行驶过程中小车受到地面阻力恒为f。求：
30.小车车头刚进入磁场时，线框的感应电动势E；
31.电磁刹车过程中产生的焦耳热Q；
32.若只改变小车功率，使小车刚出磁场边界MN时的速度恰好为零，假设小车两次与磁场作用时间相同，求小车的功率P’。
第1小题正确答案及相关解析
正确答案
解析
小车刚进入磁场时达最速度，设为
则
感应电动势
得
解题思路
根据最大速度时，牵引力等于阻力 ，利用功率表达式
第2小题正确答案及相关解析
正确答案
解析
由动能定理，可得
又
得
解题思路
利用动能定理求出克服安培力做的功，而克服安培力做的功转化为电热可解；
第3小题正确答案及相关解析
正确答案
解析
令以小车以P’行驶时，达最达速度
当功率为P时，小车进入磁场时间为t，由动量定理可得
又 
由①②③④⑤，可得
考查方向
本题考查了机车启动等知识点，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与功能和动量等知识点交汇命题。
解题思路
对功率为P时的进入过程分析，根据动量定理和感应电荷量表达式求出时间；再对功率为P’时的恰好出去过程分析，利用动量定理求出进入进的速度
易错点
本题主要考查功率、动能定理和动量定理的应用，最关键是在变加速运动过程中列出动量定理的微元表达式。
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