Question

一道高中物理磁场题(超难!!!)

如图所示，一“日”字形矩形闭合导线框。已知ab=bc=cd=de=ef=fa=0.1米。已知ab、cf、de段电阻均为3欧姆，cd、fe be、af段电阻均为零。匀强磁场B的方向与框面垂直向里，大小为B=1特，磁场的边界与de平行如图中虚线所示。今以图中向右的方向，以18米/秒的速度，将线框匀速拉出磁场区域，试求在此过程中拉力所做的功及de边产生的热量

(图我说一下吧，是个横的“日”上面三个点分别为afe 下面三个点分别为bcd)

谢谢高手赐教

Answer 1

解析：当线框的ed边出磁场后，fc、ab两边产生的感应电动势并联对ed供电，回路总电阻Rz＝3/2+3=4.5Ω，感应电动势E＝BLυ=1.8V,到fc到达磁场边界历时t1=l/υ=1.0/18s=1/180s，回路总热量
Q1＝E＾2t/Rz=0.004J
ed产生的热量Q1'=RQ1/Rz=0.0027J

当fc边出磁场后，ab边产生的感应电动势对fc与ed并联的电路供电，感应电动势和回路总电阻不变，此过程中回路产生的热量仍为 Q2=Q1=0.004J
ed产生的热量 Q2'=(E/2Rz)^2Rt=0.0007J
整个过程拉力的功等于系统产生的热量，即 W=Q1+Q2=0.008J
ed边产生的总热量 Q'=Q1'+Q2'=0.0034J

Answer 2

不难
可以把全过程分为两部分,分别为cf切割的1/180秒和ab切割的1/180秒。
过程一，以de做电源，求出回路总电阻，易知是4.5欧,由BLV又可求出电源电动势为1.8伏，由电功率公式可以求出回路总放热量和de边产生的热量（de电热用其分路电流求出） 。
过程二，以cf做电源，同样的手段，求出回路总功和de放热量，在此我就不算了。
最后，由动能定理，匀速运动，则拉力作功和安培力作功和为零，又安培力做功即总放热量，则拉力作功求出。而de放热量则把两个过程的放热加起来即可。
这体算是中档题吧，确实不难。