Question

【题目】如图所示，质量为3m的重物与一质量为m的线框用一根绝缘细线连接起来，挂在两个高度相同的定滑轮上，已知线框的横边边长为L，水平方向匀强磁场的磁感应强度为B，磁场上下边界的距离、线框竖直边长均为h。初始时刻，磁场的下边缘和线框上边缘的高度差为2h，将重物从静止开始释放，线框上边缘刚进磁场时，恰好做匀速直线运动，滑轮质量、摩擦阻力均不计，重力加速度为g。求

【1】线框进入磁场时的速度为v

【2】线框的电阻为R

【3】线框通过磁场的过程中产生的热量Q

Answer 1

【答案】

【1】

【2】

【3】

【解析】

线框进入磁场前，对系统运用机械能守恒，求出线框进入磁场时的速度，抓住线框进入磁场后做匀速直线运动，根据平衡，结合安培力的表达式求出线框的电阻．根据能量守恒求出线框通过磁场过程中产生的热量。

【1】线框进入磁场前，系统机械能守恒，有

解得线框进入磁场的速度为：；

【2】线框进入磁场做匀速直线运动，根据平衡有：

解得：；

【3】线框通过磁场的过程做匀速直线运动，根据能量守恒得：，解得：。

本题力学知识与电磁感应的综合，要认真审题，明确物体运动的过程，正确分析受力及各力的做功情况，要熟练推导或记住安培力的表达式。