Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量為2m的 U形線框ABCD下邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電阻為R，其它部分電阻不計(jì)，其內(nèi)側(cè)有質(zhì)量為m，電阻為R的導(dǎo)體棒PQ，PQ與線框相接觸良好，可在線框內(nèi)上下滑動(dòng)。整個(gè)裝置豎直放置，其下方有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。將整個(gè)裝置從靜止釋放，在下落過(guò)程線框底邊始終水平。當(dāng)線框底邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)導(dǎo)體棒PQ與線框間的滑動(dòng)摩擦力為。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，導(dǎo)體棒PQ恰好到達(dá)磁場(chǎng)上邊界，但未進(jìn)入磁場(chǎng)，PQ運(yùn)動(dòng)的距離是線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)距離的兩倍。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。求：

（1）線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，BC兩端的電勢(shì)差；

（2）導(dǎo)體棒PQ到達(dá)磁場(chǎng)上邊界時(shí)速度大�。�

（3）導(dǎo)體棒PQ到達(dá)磁場(chǎng)上邊界前的過(guò)程線框中產(chǎn)生的焦耳熱。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

試題分析：（1）線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)是做勻速運(yùn)動(dòng)。由平衡知識(shí)可列：

（2）設(shè)導(dǎo)體棒到達(dá)磁場(chǎng)上邊界速度為，線框底邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為；導(dǎo)體棒相對(duì)于線框的距離為，線框在磁場(chǎng)中下降的距離為。

聯(lián)解上述方程式得：

（3）線框下降的時(shí)間與導(dǎo)體棒下滑的時(shí)間相等

聯(lián)解上述方程式得：