Question

如圖所示，水平方向有界勻強(qiáng)磁場的高度h=1m、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=T。豎直放置的“日”字型閉合導(dǎo)體線框ABFE，寬L=1m，質(zhì)量m=0.25kg，AC、CE的長度都大于h，AB邊的電阻R_AB=1Ω、CD邊的電阻R_CD=2Ω、EF邊的電阻R_EF=3Ω，其余電阻不計(jì)。線框由靜止下落，AB邊進(jìn)入磁場時(shí)恰能勻速運(yùn)動，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s²。求：

（1）開始下落時(shí)，線框AB邊離磁場上邊界的高度h₁為多少？

（2）若線框CD邊剛進(jìn)入磁場時(shí)也做勻速運(yùn)動，AB邊與CD邊的距離h₂為多少？

（3）在滿足(1)(2)前提下,若線框EF邊剛進(jìn)磁場時(shí)也做勻速運(yùn)動，則從開始下落到EF邊離開磁場過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？

Answer 1

解：（1）AB邊勻速進(jìn)磁場，設(shè)速度為

       

       

                                  (4分)

    （2）CD邊勻速進(jìn)磁場，設(shè)速度為

       

       

                 （5分）

   （3）EF邊勻速進(jìn)磁場，設(shè)速度為

       

       

                          （5分）

（3）另解：   只有AB邊、CD邊、EF邊在磁場中運(yùn)動時(shí)，線框中才產(chǎn)生熱量，現(xiàn)在三個(gè)邊在磁場中均做勻速運(yùn)動，                                             （2分）

所以：                          （3分）