Question

如圖所示，在傾角為的光滑斜面上，存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向一個(gè)垂直斜面向上，另一個(gè)垂直斜面向下，寬度均為L(zhǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線(xiàn)框以速度v剛進(jìn)入上邊磁場(chǎng)時(shí)，即恰好做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，求：
（1）當(dāng)邊剛越過(guò)時(shí)，線(xiàn)框的加速度多大？方向如何？
（2）當(dāng)到達(dá)與中間位置時(shí)，線(xiàn)框又恰好作勻速運(yùn)動(dòng)，求線(xiàn)框從開(kāi)始進(jìn)入到邊到達(dá)與中間位置時(shí)，產(chǎn)生的熱量是多少？

Answer 1

⑴a=3gsinθ，方向沿斜面向上
（2）Q=1/2mv₀²+2mgsinθ－1/2mv_x² =3mgLsinθ/2 +15 mv²/32

⑴當(dāng)邊剛越過(guò)時(shí)，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=2BLv
回路中的電流為：I=,線(xiàn)框所受的安培力為：F_A=2BIL=4B²L²v/R
根據(jù)力的平衡有：，由此可得：F_A=
根據(jù)牛頓第二定律有：ma=4mgsinθ－mgsinθ
解得：a=3gsinθ，方向沿斜面向上
（2）此時(shí)的速度為v_x ,由力的平衡有：，解得：v_x=
根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律得： 1/2mv_x²+Q=1/2mv₀²+2mgLsinθ
解得：Q=1/2mv₀²+2mgsinθ－1/2mv_x² =3mgLsinθ/2 +15 mv²/32