問題詳情：
如圖所示，虛線框內爲某種電磁緩衝車的結構示意圖，其主要部件爲緩衝滑塊 K和質量爲m的“U”框型緩衝車廂。在車廂的底板上固定着兩個光滑水平絕緣導軌PQ、MN，緩衝車的底部固定有電磁鐵（圖中未畫出），能產生垂直於導軌平面並隨車廂一起運動的勻強磁場，磁場的磁感應強度爲B，設導軌右端QN是磁場的右邊界。導軌內的緩衝滑塊K由高強度絕緣材料製成，滑塊K上繞有閉合矩形線圈abcd，線圈的總電阻爲R，匝數爲n，ab邊長爲L。假設緩衝車以速度v0與障礙物C碰撞後，滑塊K立即停下（碰前車廂與滑塊相對靜止），此後線圈與軌道磁場的作用使車廂減速運動，從而實現緩衝。 不計一切摩擦阻力。
（1）求滑塊K的線圈中最大感應電動勢Em的大小；
（2）若緩衝車廂向前移動距離L後速度爲零（導軌未碰到障礙物），則此過程線圈abcd中透過的電荷量q和產生的焦耳熱Q各是多少？
（3）若緩衝車以某一速度v0＇（未知）與障礙物C碰撞後，滑塊K立即停下，緩衝車廂所受的最大水平磁場力爲Fm。緩衝車在滑塊K停下後，其速度v隨位移x的變化規律滿足：
v= v0＇- 
x 。要使導軌右端不碰到障礙物，則緩衝車與障礙物C碰撞前，導軌右端與滑塊K的cd邊距離至少多大？
【回答】
（1）緩衝車以速度v0與障礙物C碰撞後，滑塊K立即停下，滑塊相對磁場的速度大小爲v0，線圈中產生的感應電動勢最大，則有Em=nBLv0 ………① （3分）
（2）由法拉第電磁感應定律得
E=n
，其中△Φ=BL2 ……………………………………………② （1分）
由閉合電路歐姆定律得 ：I= 
…………………………………③ （1分）
又q=I△t ……………………………………………………………④ （1分）
聯立①②③④得： q=n
………………………………………⑤ （1分）
由能量守恆得：線圈產生的焦耳熱爲：Q = 
mv02 ………………⑥ （3分）
（3）若緩衝車以某一速度v0＇與障礙物C碰撞後，滑塊K立即停下，滑塊相對磁場的速度大小爲v0＇，線圈中產生的感應電動勢 E＇=nBL v0＇……⑦ （2分）
線圈中感應電流爲 I＇= ………………………………………⑧ （1分）
線圈ab邊受到的安培力F=nBIL …………………………………⑨ （2分）
依題意有F=Fm ……………………………………………………⑩ （1分）
聯立⑦⑧⑨⑩得：v0＇= 
…………………………………
（2分）
由題意知：v= v0＇- 
x
當v=0時，解得：x= 
……………………………………
（2分）
知識點：法拉第電磁感應定律
題型：計算題
