Question

如图所示，电阻不计且足够长的U型金属框架放置在绝缘水平面上，框架与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，框架的宽度l=0.4m

Answer 1

（1）框架开始运动时，MN边所受安培力的大小等于其所受的最大静摩擦力，故有

F _安=μ（m ₁+m ₂）g

安培力：F _安=BIL

感应电动势：E=Blv

闭合电路欧姆定律：I=

BLv

R

解得：v=6m/s

（2）框架开始运动时，MN边所受安培力的大小等于其所受的最大静摩擦力，

设此时加在ab上的恒力为F，应有F≥F _安，当F=F _安时，F最小，设为F _min
故有F _min=μ（m ₁+m ₂）g=0.6N

（3）根据能量转化和守恒定律，F做功消耗外界能量，转化为导体棒ab的动能和回路中产生的热量，有 Fx=

1

2 m 2 v 2 +Q ，

框架开始运动时，ab的速度v=6m/s，

解得Q=0.3J

答：（1）框架刚开始运动时棒的速度6m/s；

（2）欲使框架运动，所施加水平恒力F的最小值0.6N；

（3）若施加于棒的水平恒力F为3N，棒从静止开始运动0.7m时框架开始运动，此过程中回路中产生的热量Q为0.3J．