Question

如圖4-12所示，將邊長為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過寬度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直紙面向里.線框向上離開磁場時(shí)的速度剛好是進(jìn)入磁場時(shí)速度的一半，線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進(jìn)入磁場.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng).求：

圖4-12

(1)線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場的速度v₂;?

(2)線框在上升階段剛離開磁場時(shí)的速度v₁;?

(3)線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。

Answer 1

解：(1)因?yàn)榫�框在下落階段勻速進(jìn)入磁場則：?

F_安=BIl=Bl=?

mg-f=F_安=解得v₂=；?

(2)離開磁場上升階段：（mg+f）h=mv₁²?

下降階段：（mg-f）h=mv₂²?

聯(lián)立兩式可得v₁=；?

(3)則由題意知：?

m(2v₁)²-mv₁²=Q+(mg+f)(a+b)?

解得Q=-(mg+f)(a+b)。