Question

如图，一边长L=0.4m、质量m 1 =0.2kg、电阻R=0.1Ω的正方形导体线框abcd，与一质量为m 2 =1.0

Answer 1

（1）设ad边从磁场上边缘穿出时速度为 v ₁，物块此后也匀速运动

对m ₂：T+μm ₂gcos53°=m ₂gsin53°

求得：T=6 N

对m ₁：T-m ₁g-F _安=0

F _安=BIL

解得：v ₁=2.5m/s

（2）设线框ad边刚刚进入磁场时，速度为v ₂，对整体有

（m ₂gsin53°-μm ₂gcos53°）（d ₂-L）-m ₁g（d ₂-L）=

1

2 （m ₁+m ₂）v ₂ ²
解得：v ₂=2.5m/s

∴E _k=

1

2 m ₁v ₂ ²=0.4J

（3）从开始运动到bc边离开磁场，对整体有

（m ₂gsin53°-μm ₂gcos53°）（d ₁+d ₂）-m ₁g（d ₁+d ₂）-W _安=

1

2 （m ₁+m ₂）v ₁ ²
对线框有Q=W _安

解得：Q=3.45 J．

答：（1）线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小是2.5m/s；

（2）线框ad边刚刚进入磁场时的动能是0.4J；

（3）线框从开始运动到全部穿出磁场的过程中产生的焦耳热是3.45 J．