Question

如图所示，水平方向有界匀强磁场的高度h=1m、磁感应强度B=T。竖直放置的“日”字型闭合导体线框ABFE，宽L=1m，质量m=0.25kg，AC、CE的长度都大于h，AB边的电阻R_AB=1Ω、CD边的电阻R_CD=2Ω、EF边的电阻R_EF=3Ω，其余电阻不计。线框由静止下落，AB边进入磁场时恰能匀速运动，不计空气阻力，g取10m/s²。求：

（1）开始下落时，线框AB边离磁场上边界的高度h₁为多少？

（2）若线框CD边刚进入磁场时也做匀速运动，AB边与CD边的距离h₂为多少？

（3）在满足(1)(2)前提下,若线框EF边刚进磁场时也做匀速运动，则从开始下落到EF边离开磁场过程中，线框中产生的焦耳热Q为多少？

Answer 1

解：（1）AB边匀速进磁场，设速度为

       

       

                                  (4分)

    （2）CD边匀速进磁场，设速度为

       

       

                 （5分）

   （3）EF边匀速进磁场，设速度为

       

       

                          （5分）

（3）另解：   只有AB边、CD边、EF边在磁场中运动时，线框中才产生热量，现在三个边在磁场中均做匀速运动，                                             （2分）

所以：                          （3分）