【专题】539：电磁感应中的力学问题．

【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势

（2）根据欧姆定律得出电流大小，根据安培力公式求出大小

（3）根据电流的热效应求出电流的有效值

【解答】解：（1）bc、ad 边的运动速度为：

感应电动势为：

Em＝4NBlv

解得：Em＝2NBl2ω

（2）根据欧姆定律得电流为：

安培力为：F＝2NBlml

R 上消耗的电能为：W＝Im2Rt

且有：W＝I2RT

答：（1）线圈切割磁感线时，感应电动势的大小是2NBl2ω；

【点评】本题研究交变电流的产生，实质上是电磁感应知识的具体应用，是右手定则、法拉第电磁感应定律、安培力等知识的综合应用。

（1）若弹簧的劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x；

（2）求为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度vm；

（3）讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度v′和撞击速度v的关系。

【考点】2S：胡克定律；65：动能定理

【专题】16：压轴题；52D：动能定理的应用专题．

【分析】（1）轻杆开始移动时，根据胡克定律求出弹簧的压缩量

（2）小车从撞击到停止的过程中由动能定理列出等式，同理，小车以vm撞击弹簧时由动能定理列出等式求解。

（3）根据动能定理求解

【解答】解：（1）轻杆开始移动时，弹簧的弹力F＝kx ①

且F＝f ②

（2）设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为W，则小车从撞击到停止的过程中

由动能定理得

（3）设轻杆恰好移动时，小车撞击速度为v1

答：

【点评】正缓冲装置是一种实用装置，在生产和生活中有着广泛的应用，本题就是根据某种缓冲装置改编的一道物理试题，试题设计新颖，物理思想深刻。正确解答这道试题，要求考生具有扎实的高中物理基础以及很强的分析和解决问题的能力。

23．（16分）如图所示，待测区域中存在匀强电场和匀强磁场，根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场。图中装置由加速器和平移器组成，平移器由两对水平放置、相距为l的相同平行金属板构成，极板长度为l、间距为d，两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反。质量为m、电荷量为+q的粒子经加速电压U0加速后，水平射入偏转电压为U1的平移器，最终从A点水平射入待测区域。不考虑粒子受到的重力。

（1）求粒子射出平移器时的速度大小v1；

（2）当加速电压变为4U0时，欲使粒子仍从A点射入待测区域，求此时的偏转电压U；

（3）已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域，刚进入时的受力大小均为F．现取水平向右为x轴正方向，建立如图所示的直角坐标系Oxyz．保持加速电压为U0不变，移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域，粒子刚射入时的受力大小如下表所示。

射入方向y﹣yz﹣z

受力大小

请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向。

【考点】AK：带电粒子在匀强电场中的运动

【专题】16：压轴题；531：带电粒子在电场中的运动专题．