题目内容
【题目】如图所示，在一足够高的绝缘水平桌面上放置一矩形金属框abcd，金属框质量m=1kg、电阻R=0.1Ω、ab边长l1=1m、bc边长l2=0.6m、与桌面间的动摩擦因数
。金属框通过轻质细线绕过定滑轮与质量为m0=2kg的重物相连，细线与桌面平行且靠近，桌面上矩形区域efgh内有垂直于桌面向上、大小为0.5T的匀强磁场，已知ef到gh的距离为0.6m。现让金属框由静止开始运动（开始时刻，cd与桌面AB边重合），可匀速穿过磁场区域，不计滑轮摩擦，取g=10m/s2。求：
（1）金属框匀速穿过磁场区域的速度；
（2）金属框从开始运动到ab边刚进入磁场所用的时间；
（3）金属框在穿过匀强磁场过程中产生的焦耳热。
【答案】（1）7.2m/s（2）1.2s（3）21.6J
【解析】
解：(1)设金属框匀速穿过磁场区域得速度为
则金属框中产生的感应电流为：
金属框进入磁场后匀速运动，有：
解得：
(2)金属框进入磁场前，设细线的拉力大小为
对金属框，由牛顿第二定律得 ：
对重物，由牛顿第二定律得 ：
联立解得：
金属框从开始运动到ab边刚进入磁场所用的时间为： 
(3)在金属框穿过匀强磁场的过程中，根据能量守恒可得：
解得：
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