Question

（14分）在地面附近的真空室中，水平平行虛線PQ、MN間有方向水平且垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，PQ與MN相距為2L。一個(gè)邊長為L、質(zhì)量為m的均勻金屬框abcd，總電阻為R，處于豎直面內(nèi)，ab邊距PQ為L。讓金屬框由靜止開始下落，運(yùn)動(dòng)中保證金屬框始終在豎直平面內(nèi)且ab邊與PQ平行，當(dāng)金屬框ab邊剛進(jìn)入磁場，金屬框即開始做勻速運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度為g，求

（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B
（2）金屬框從開始運(yùn)動(dòng)至其ab邊剛要出磁場的過程中，金屬框產(chǎn)生的焦耳熱Q
（3）金屬框ab邊剛要出磁場時(shí)的速度v

Answer 1

解：（1）設(shè)金屬框剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v₀，有
                                            ………（2分）     
金屬框剛進(jìn)入磁場做勻速運(yùn)動(dòng)，有                        ………（1分）
又          
    
    
故有                                            ………（2分）
∴                                        ………（1分）  
（2）在金屬框從開始運(yùn)動(dòng)至其ab邊剛要出磁場的過程中，只有金屬框進(jìn)入磁場的階段才會產(chǎn)生的焦耳熱
由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律有    
                                                   ………（4分）
（3）金屬框從開始運(yùn)動(dòng)至其ab邊剛要出磁場的過程，由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律有
                                        ………（2分）
∴                                                   ………（2分）
注：其它方法解答正確的，同樣給分。如

    
  

 略