Question

如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强

如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里．线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进人磁场．整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动．求： (1）线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度V 2 ； (2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度V 1 ； (3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q．

Answer 1

（1） v ＝ （2） v 1 ＝ （3） Q ＝

（1）由于线框匀速进入磁场，则合力为零。有 mg ＝ f ＋ 解得 v ＝ （2）设线框离开磁场能上升的最大高度为h，则从刚离开磁场到刚落回磁场的过程中 　 ( mg ＋ f )× h ＝ 　 ( mg － f )× h ＝ 解得： v 1 ＝ ＝ （3）在线框向上刚进入磁场到刚离开磁场的过程中，根据能量守恒定律可得 解得： Q ＝