题目内容
如图所示，质量m1=0.1kg，电阻R1=0.3Ω，长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m2=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.2。相距0.4m的MM'、NN'相互平行，电阻不计且足够长。电阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM'。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM'、NN'保持良好接触。当ab运动到某处时，框架开始运动设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。
（1）求框架开始运动时ab速度v的大小；
（2）从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q=0.1J，求该过程ab位移x的大小。
（1）求框架开始运动时ab速度v的大小；
（2）从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q=0.1J，求该过程ab位移x的大小。
解：（1）ab对框架的压力F1=m1g ①
框架受水平面的支持力FN=m2g+F1 ②
依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力F2=μFN ③
ab中的感应电动势E=Blv ④
MN中电流
⑤
MN受到的安培力F安=IlB ⑥
框架开始运动时F安=F2 ⑦
由上述各式代入数据解得v=6 m/s ⑧
（2）闭合回路中产生的总热量
⑨
由能量守恒定律，得
⑩
代入数据解得x=1.1 m
框架受水平面的支持力FN=m2g+F1 ②
依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力F2=μFN ③
ab中的感应电动势E=Blv ④
MN中电流
⑤ MN受到的安培力F安=IlB ⑥
框架开始运动时F安=F2 ⑦
由上述各式代入数据解得v=6 m/s ⑧
（2）闭合回路中产生的总热量
⑨由能量守恒定律，得
⑩ 代入数据解得x=1.1 m
练习册系列答案
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