Question

（14分）在地面附近的真空室中，水平平行虚线PQ、MN间有方向水平且垂直于纸面的匀强磁场，PQ与MN相距为2L。一个边长为L、质量为m的均匀金属框abcd，总电阻为R，处于竖直面内，ab边距PQ为L。让金属框由静止开始下落，运动中保证金属框始终在竖直平面内且ab边与PQ平行，当金属框ab边刚进入磁场，金属框即开始做匀速运动。已知重力加速度为g，求

（1）匀强磁场的磁感应强度B
（2）金属框从开始运动至其ab边刚要出磁场的过程中，金属框产生的焦耳热Q
（3）金属框ab边刚要出磁场时的速度v

Answer 1

解：（1）设金属框刚进入磁场时的速度为v₀，有
                                            ………（2分）     
金属框刚进入磁场做匀速运动，有                        ………（1分）
又          
    
    
故有                                            ………（2分）
∴                                        ………（1分）  
（2）在金属框从开始运动至其ab边刚要出磁场的过程中，只有金属框进入磁场的阶段才会产生的焦耳热
由能的转化和守恒定律有    
                                                   ………（4分）
（3）金属框从开始运动至其ab边刚要出磁场的过程，由能的转化和守恒定律有
                                        ………（2分）
∴                                                   ………（2分）
注：其它方法解答正确的，同样给分。如

    
  

 略