问题 计算题

(14分)在地面附近的真空室中,水平平行虚线PQMN间有方向水平且垂直于纸面的匀强磁场,PQMN相距为2L。一个边长为L、质量为m的均匀金属框abcd,总电阻为R,处于竖直面内,ab边距PQL。让金属框由静止开始下落,运动中保证金属框始终在竖直平面内且ab边与PQ平行,当金属框ab边刚进入磁场,金属框即开始做匀速运动。已知重力加速度为g,求

(1)匀强磁场的磁感应强度B

(2)金属框从开始运动至其ab边刚要出磁场的过程中,金属框产生的焦耳热Q

(3)金属框ab边刚要出磁场时的速度v

答案

解:(1)设金属框刚进入磁场时的速度为v0,有

                                            ………(2分)     

金属框刚进入磁场做匀速运动,有                        ………(1分)

又          

    

    

故有                                            ………(2分)

∴                                        ………(1分)  

(2)在金属框从开始运动至其ab边刚要出磁场的过程中,只有金属框进入磁场的阶段才会产生的焦耳热

由能的转化和守恒定律有    

                                                   ………(4分)

(3)金属框从开始运动至其ab边刚要出磁场的过程,由能的转化和守恒定律有

                                        ………(2分)

∴                                                   ………(2分)

注:其它方法解答正确的,同样给分。如

    

  

 略

单项选择题
多项选择题