Question

【題目】如圖所示，將邊長(zhǎng)為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過寬度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里．線框向上離開磁場(chǎng)時(shí)的速度剛好是進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)速度的一半，線框離開磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進(jìn)人磁場(chǎng)．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．求：

（1）線框在下落階段勻速進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)的速度V2；

(2）線框在上升階段剛離開磁場(chǎng)時(shí)的速度V1；

（3）線框在上升階段通過磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q．

Answer 1

【答案】（1）線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間

mg = f + ①

解得v2 = ②

（2）線框從離開磁場(chǎng)至上升到最高點(diǎn)的過程

(mg + f ) h = mv1 2 ③

線框從最高點(diǎn)回落至磁場(chǎng)瞬間

(mg - f ) h = mv2 2 ④

③、④ 式聯(lián)立解得

v1 = ⑤

= ⑥

（3）線框在向上通過通過過程中

mv02 - mv12 = Q +（mg + f）(a + b)⑦

v0 = 2 v1

Q = m [ (mg)2 – f 2 ] -（mg + f）(a + b)⑧

【解析】略