Question

【题目】如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里．线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进人磁场．整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动．求：

（1）线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度V2；

(2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度V1；

（3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q．

Answer 1

【答案】（1）线框在下落阶段匀速进入磁场瞬间

mg = f + ①

解得v2 = ②

（2）线框从离开磁场至上升到最高点的过程

(mg + f ) h = mv1 2 ③

线框从最高点回落至磁场瞬间

(mg - f ) h = mv2 2 ④

③、④ 式联立解得

v1 = ⑤

= ⑥

（3）线框在向上通过通过过程中

mv02 - mv12 = Q +（mg + f）(a + b)⑦

v0 = 2 v1

Q = m [ (mg)2 – f 2 ] -（mg + f）(a + b)⑧

【解析】略