Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量為2m的重物與一質(zhì)量為m的線(xiàn)框abcd用一根絕緣細(xì)線(xiàn)連接起來(lái)。掛在兩個(gè)高度相同的定滑輪上。已知線(xiàn)框電阻為R，ab=L，bc=h，水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)上下邊界的距離為h.初始時(shí)刻，磁場(chǎng)的下邊緣與線(xiàn)框上邊緣的高度差為2h，將重物從靜止開(kāi)始釋放，已知線(xiàn)框穿出磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)，滑輪質(zhì)量、摩擦阻力均不計(jì)，重力加速度為g。求：

(1)線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小

(2)線(xiàn)框穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度大小

(3)線(xiàn)框通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

(1)線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)前，線(xiàn)框和重物組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

解得

(2)線(xiàn)框穿出磁場(chǎng)時(shí)，已經(jīng)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，那么重物也是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，繩子拉力

對(duì)線(xiàn)框受力分析可知

，

，

，

解得速度

(3)從釋放到線(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程對(duì)整體根據(jù)能量守恒有

解得