Question

如图所示，某空间区域分布着水平向里的匀强磁场，磁场区域的水平宽度d=0.4m， 磁感应强度B=0.5T。 固定在绝缘平板上的竖直正方形金线框PQMN边长L=0.4m，电阻R=0.1，整个属装置质量M=0.3kg，平板与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2，用细线通过光滑定滑轮与质量为m=0.1kg的重物相连。现将重物由静止释放，使金属框向右运动，PQ边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动。（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（g取10m/s2）求：

（1）重物刚释放时的加速度；
（2）线框进入磁场前运动的距离s；
（3）线框穿过磁场过程中产生的焦耳热。

Answer 1

（1）由牛顿第二定律有：①…………………（3分）
解得：…………………………………（2分）
(2)线框在磁场中匀速运动，则                ②…………………（1分）
             ③…………………（1分）
           ④…………………（1分）
   ⑤…………………（3分）
            ⑥…………………（2分）
联立②③④⑤⑥解得：…………………………………………………（1分）
(3)由蕉耳定律：                               ⑦………………（2分）
                         ⑧………………（2分）
联立⑦⑧解得：    ……………………………………

解析