Question

【题目】如图所示，空间内有一磁感应强度的水平匀强磁场，其上下水平边界的间距为H，磁场的正上方有一长方形导线框，其长和宽分别为、，质量，电阻。将线框从距磁场高处由静止释放，线框平面始终与磁场方向垂直，线框上下边始终保持水平，重力加速度取。求：

(1)线框下边缘刚进入磁场时加速度的大小；

(2)若在线框上边缘进入磁场之前，线框已经开始匀速运动。求线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q；

(3)请画出从线框由静止开始下落到线框上边缘进入磁场的过程中，线框速度v随t变化的图像（定性画出）。

Answer 1

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

(1)线框从静止释放到下边缘刚进入磁场，根据动能定理

解得

线框下边切割磁感线，感应电动势为

根据闭合电路欧姆定律

安培力大小为

根据牛顿第二定律

解得

(2)线框匀速运动，重力和安培力等大反向

解得

从线框静止释放到上边缘刚进入磁场，根据动能定理

解得

(3)线框未进入磁场前做自由落体运动，进入磁场后先做加速度减小的加速运动，然后做匀速直线运动，图像如图：