Question

【题目】光滑矩形斜面GHNM的倾角为α，在其上放置一矩形金属线框ABCD，AB边的边长为l1，BC边的边长为l2，线框的电阻为R，质量为m，斜面上矩形OPHG区域内存在匀强磁场，方向垂直于斜面向上，磁感应强度为B0，如果线框在恒力F作用下从静止开始运动(开始时刻，CD与NM重合)，已知线框进入磁场最初一段时间是匀速的，且线框的AB边始终平行于MN，重力加速度为g，求：

(1)线框进入磁场前的加速度大小；

(2)线框进入磁场时匀速运动的速度大小；

(3)线框进入磁场过程中产生的焦耳热。

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）

【解析】试题分析：对进入磁场前的线框受力分析，根据牛顿第二定律可得线框进入磁场前的加速度大小；求出线框进入磁场后所受的安培力，根据平衡条件可得速度大小；根据线框进入磁场过程中产生的焦耳热。

(1)对进入磁场前的线框受力分析，根据牛顿第二定律得：F－mgsin α＝ma

解得线框进入磁场前的加速度大小为：

(2)由题意知，线框进入磁场最初一段时间内所受的安培力为：

线框进入磁场最初一段时间是匀速的，根据平衡条件可得：

解得线框进入磁场时匀速运动的速度大小为：

(3)线框进入磁场过程中产生的焦耳热为：