题目内容
如图甲所示，水平虚面PQ上方两侧有对称的范围足够大的匀强磁场，磁场方向分别水平向左和水平向右，磁感应强度大小均为B0＝2T.用金属条制成的闭合正方形框aa′bb′边长L＝0.5m，质量m＝0.3kg，电阻R＝1Ω.现让金属方框平面水平，aa′边、bb′边分别位于左、右两边的磁场中，且与磁场方向垂直，金属框由静止开始下落，其平面在下落过程中始终保持水平，当金属框下落至PQ前一瞬间，加速度恰好为零．以金属框下落至PQ为计时起点，PQ下方加一范围足够大的竖直向下的磁场，磁感应强度B与时间t之间的关系图象如图乙所示．不计空气阻力及金属框的形变．g取10m/s2.求：
(1)方框经过PQ位置时的速度大小．
(2)方框越过PQ后2s内下落的距离．
(3)方框越过PQ后2s内产生的焦耳热．
解析：(1)当方框的加速度恰好为零时，受到的安培力与重力平衡
F1安＝mg ①
F1安＝2BI1L ②
I1＝
③
解得v＝
＝0.75m/s ④
(2)经过分析知导线框进入PQ下方后作竖直下抛运动，设2 s内下落距离为h
h＝vt＋
gt2 ⑤
解得h＝21.5m ⑥
(3)设金属框在PQ下方磁场中运动时产生的感应电流为I，感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律E＝
L2 ⑦
由图象得＝2T/s ⑧ I＝
⑨
Q＝I2Rt ⑩ 解得Q＝0.5J ⑪
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B．
C．
D．
，则外接一只电阻为95.0
B．
C．
D．
