[题目]如图所示.用绝缘细线将质量M=0.04 kg的U型金属框架竖直悬挂.框架的MM′和NN′部分相互平行且相距0.4m.电阻不计且足够长.框架的MN部分垂直于MM′.且电阻R1 = 0.1Ω.长为0.40m的导体棒ab在竖直向下的F=0.2N恒力作用下从静止开始运动.运动过程中始终与MM′和NN′垂直并保持良好接触．整个装置处于磁感应强度B＝0.50T的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网——

题目内容

【题目】如图所示，用绝缘细线将质量M=0.04 kg的U型金属框架竖直悬挂，框架的MM′和NN′部分相互平行且相距0.4m，电阻不计且足够长，框架的MN部分垂直于MM′，且电阻R1 = 0.1Ω，长为0.40m的导体棒ab在竖直向下的F=0.2N恒力作用下从静止开始运动，运动过程中始终与MM′和NN′垂直并保持良好接触．整个装置处于磁感应强度B＝0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直与框架所在平面，当ab运动到某处时，绝缘细线刚好被拉断，细线能承受的最大拉力为 0.8N，已知导体棒质量m=0.02kg、电阻R2 = 0.3Ω，g取10m/s2，求；

（1）细绳被拉断时导体棒的速度v；

（2）从ab开始运动到细线被拉断的过程中，MN上产生的热量Q=0.1J，求该过程通过MN的电荷量q．

【答案】（1）4m/s（2）0.7C

【解析】

（1）对U型金属框架受力分析，受向下的重力，向下的安培力，向上的拉力，得

①

由安培力公式得

②

又因为

③

联立①②③得

（2）下滑距离为x，由能量守恒得

代值得

从ab开始运动到细线被拉断时，面积为

由电荷量和电流关系公式

代值得

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