Question

【題目】如圖所示，邊長為L的正方形線框abcd放置于水平桌面上，質量為m，電阻為R。在線框右側存在有界勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向豎直向下，磁場寬度大于L。線框在水平外力F的作用下從磁場左邊界以垂直邊界的速度v勻速進入磁場，當cd邊進入磁場時立刻撤去外力，線框ab邊恰好能到達磁場的右邊界。已知線框與桌面間的動摩擦因數為μ，重力加速度為g。求：

(1)水平外力F的大小；

(2)從線框開始進入磁場到ab邊恰好到達磁場右邊界的整個過程中系統產生的總熱量Q。

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】(1)線框切割磁感線所產生的電動勢為

回路中的感應電流為

線框所受到的安培力為

由于線框勻速運動，故水平外力

即

(2)線框從開始運動到cd邊進入磁場所經歷的時間為

回路中產生的焦耳熱

線框與桌面間的摩擦生熱

所以整個過程中產生的總熱量

或者直接由能量守恒得也給分！