Question

（18分）如圖所示，質(zhì)量，電阻，長度的導體棒橫放在U型金屬框架上�？蚣苜|(zhì)量，放在絕緣水平面上，與水平面間的動摩擦因數(shù)，相距0.4m的、相互平行，電阻不計且足夠長。電阻的垂直于。整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度。垂直于施加的水平恒力，從靜止開始無摩擦地運動，始終與、保持良好接觸。當運動到某處時，框架開始運動。設框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s²。
（1）求框架開始運動時速度v的大小；
（2）從開始運動到框架開始運動的過程中，上產(chǎn)生的熱量，求該過程位移x的大小。

Answer 1

（1）6m/s                                   
(2) x="1.1m               "                          

（1）ab對框架的壓力
                          ①
框架受水平面的支持力
                                               ②
依題意，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則框架受到最大靜摩擦力
                                                ③
ab中的感應電動勢
E=                                   ④
MN中電流
                               ⑤
MN受到的安培力
                                     ⑥
框架開始運動時
                                           ⑦
由上述各式代入數(shù)據(jù)解得
6m/s                                      ⑧
(2) 閉合回路中產(chǎn)生的總熱量

⑨
由能量守恒定律，得
                              ⑩
代入數(shù)據(jù)解得
x="1.1m               "                          11