题目内容
【题目】如图所示，边长为L，质量为m，电阻为R的匀质正方形刚性导体线框ABCD和直角坐标系xOy（x轴水平，y轴竖直）均处于竖直平面内。在第一象限的空间内存在垂直于纸面向里的磁场，磁感应强度满足
（
和k均为大于0的已知量）。初始时，线框的A点与坐标原点O重合，AB边与x轴重合（此位置记为位置1）。现给线框一个沿着x轴正方向的速度
，当线框的A点的纵坐标为H时（此位置记为位置2），线框恰好达到稳定的运动速率。此后线框继续运动到位置3（位置3和位置2中A点的横坐标相距4L）。若整个运动过程中，线框始终处于同一竖直平面内，AB边始终保持水平，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）线框运动到位置2时线框内电流的方向和大小；
（2）线框从位置1运动到位置2所花的时间；
（3）线框从位置1运动到位置3的过程中产生的焦耳热；
（4）画出线框从位置2开始的运动过程中AB边上的电压
随A点横坐标x变化的图象（不要求写出具体计算过程，但是要定量标出位置2所对应的横纵坐标值）。
【答案】（1）方向：逆时针或者ADCBA ；
；（2）
；（3）
；（4）答案见解析
【解析】
（1）方向：逆时针或者ADCBA
得
（2）
得
状态1至2，y方向动量定理
联立可得
（3）状态1至3，能量守恒
由
得
联立方程可得
（4）图像形状（直线）和方位（负半轴）
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