Question

求一道物理题解题过程

一正方形 线圈abcd边长L=0.2m,其质量M1＝0．1kg，,一重物的质量M2＝0．14kg，匀强磁场的方向垂直纸面向里，整个装置如图。重物从某一初始位置以等于零的初速度下降，当线圈上升到其ab边刚进入磁场时，恰好做匀速运动，求线圈在匀速运动过程中产生了多少热量？（取g＝10／s2）

Answer 1

当线框AB边进入磁场时，恰好做匀速运动，说明线框受力平衡，线框收到的安培力F竖直向下，线对线框竖直向上的拉力为m2g，所以有m1g+F=m2g，匀速运动维持到CD边进入磁场，在此过程中，有能量守恒，重力势能的减少量等于内能的增加量即产生的热量，Q=（m2-m1)gL=(0.14-0.1)×10×

Answer 2

(1)摩擦小轮边缘与车轮接触，线速度相同，
w=v/(D/2)=2v/D，
线框与摩擦小轮共轴，角速度相同，
(2)当线框平面与磁场方向平行时，ab和cd边的速度方向与磁场垂直，感应电动势最大，
Em=2*n*B*ab*v，v=(bc/2)*w，Em=nBSw，
(3)交流电有效值，E=Em/根号2，
I=E/(R+r)，P=I^2*R=E^2/(R+2r+r^2/R)，
把P看成R的函数，当R=r^2/R时，P最大，
此时R=r，P=E^2/4R=(nBSw)^2/8r。