Question

如圖所示，某空間區(qū)域分布著水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域的水平寬度d=0.4m， 磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。 固定在絕緣平板上的豎直正方形金屬導(dǎo)線框PQMN邊長(zhǎng)L=0.4m，線框總電阻R=0.1，平板和金屬導(dǎo)線框的總質(zhì)量M=0.3kg，平板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，用細(xì)線通過光滑定滑輪與質(zhì)量為m=0.1kg的重物相連。現(xiàn)將重物由靜止釋放，使金屬框向右運(yùn)動(dòng)，PQ邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)。（最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）（g取10m/s²）求：

（1）重物剛釋放時(shí)的加速度；
（2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)前運(yùn)動(dòng)的距離s；
（3）線框穿過磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱。

Answer 1

（1）由牛頓第二定律有：①…………………（3分）

解得：…………………………………（2分）

(2)線框在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)，則                 ②…………………（1分）

              ③…………………（1分）

            ④…………………（1分）

    ⑤…………………（3分）

             ⑥…………………（2分）

聯(lián)立②③④⑤⑥解得：…………………………………………………（1分）

(3)由蕉耳定律：                                ⑦………………（2分）

                          ⑧………………（2分）

聯(lián)立⑦⑧解得：     …………………………………………………（1分）

（其他解法參照給分）