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    精英家教网如图所示，某空间区域分布着水平向里的匀强磁场，磁场区域的水平宽度d=0.4m，磁感应强度B=0.5T． 固定在绝缘平板上的竖直正方形金线框PQMN边长L=0.4m，电阻R=0.1Ω，整个属装置质量M=0.3kg，平板与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2，用细线通过光滑定滑轮与质量为m=0.1kg的重物相连．现将重物由静止释放，使金属框向右运动，PQ边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动．（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（g取10m/s2）求：
    （1）重物刚释放时的加速度；
    （2）线框进入磁场前运动的距离s；
    （3）线框穿过磁场过程中产生的焦耳热．
    分析：（1）重物刚释放时，受到重力、水平面的支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律求出加速度．
    （2）PQ边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动，金属框水平方向受到的拉力和安培力、滑动摩擦力平衡．根据感应电动势、欧姆定律推导安培力与速度的关系式，由平衡条件列方程求出速度，再由运动公式求出s．
    （3）由焦耳定律求出线框穿过磁场过程中产生的焦耳热．
    解答：解：（1）由牛顿第二定律有：
     对重物和线框组成的整体：mg-μMg=（M+m）a    ①
     解得：a=1m/s2…（2分）
    （2）线框在磁场中匀速运动，则       
    E=BLv②
    I=
    E
    R
    ③
    F安=BIL④
    得到F安=
    B2L2v
    R
    ⑤
     又   mg-μMg-F安=0⑥
      v2=2as⑦
    联立⑤⑥⑦解得：s=0.5m
    （3）由蕉耳定律：Q=I2Rt  t=
    2L
    v
      
    联立解得：Q=0.32J
    答：（1）重物刚释放时的加速度为1m/s2；
        （2）线框进入磁场前运动的距离s=0.5m；
        （3）线框穿过磁场过程中产生的焦耳热0.32J．
    点评：本题电磁感应与力学知识简单的综合，关键是安培力的分析和推导．第（2）求距离也可用动能定理求解．
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    （1）重物刚释放时的加速度；

    （2）线框进入磁场前运动的距离s；

    （3）线框穿过磁场过程中产生的焦耳热。

     

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    （1）重物刚释放时的加速度；
    （2）线框进入磁场前运动的距离s；
    （3）线框穿过磁场过程中产生的焦耳热。

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    （1）重物刚释放时的加速度；

    （2）线框进入磁场前运动的距离s；

    （3）线框穿过磁场过程中产生的焦耳热。

     

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    （1）重物刚释放时的加速度；
    （2）线框进入磁场前运动的距离s；
    （3）线框穿过磁场过程中产生的焦耳热。

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