25.(22分)如圖所示,質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框,從有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方、離磁場(chǎng)邊界h處由靜止開(kāi)始下落(下落過(guò)程中線圈下邊始終保持水平,不計(jì)空氣阻力)。線框每邊電阻為R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為H(H>L)、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,重力加速度為g。試求:
(1)當(dāng)線圈的ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),它可能做什么運(yùn)動(dòng),并分析各種運(yùn)動(dòng)下h的條件.
(2)設(shè)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)都作減速運(yùn)動(dòng),且加速度大小相等。求線框經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱。
(3)設(shè)線圈剛好以勻速運(yùn)動(dòng)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),此時(shí)線圈中的電流為I0,且線圈的邊長(zhǎng)L=h磁場(chǎng)的寬度H=2h。請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)系中定性畫(huà)出線圈進(jìn)入磁場(chǎng)到離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中,線圈中的電流i隨下落高度x變化的圖象。(不需要計(jì)算過(guò)程,按圖象評(píng)分,設(shè)電流沿abcda如方向?yàn)檎较,x以磁場(chǎng)上邊界為起點(diǎn)。)