Question

如圖所示，空間被分層若干個區域，分別以水平線aa＇、bb＇、cc＇、dd＇為界，每個區域的高度均為h，期中區域Ⅱ存在垂直于紙面向外的勻強磁場，區域Ⅲ存在垂直于紙面向里且與區域Ⅱ的磁感應強度大小相等的勻強磁場。豎直面內有一邊長為h、質量為m的正方形導體框，導體框下邊與aa＇重合并由凈值開始自由下落，導體框下邊剛進入bb＇就做勻速直線運動，之后導體框下邊越過cc＇進入區域Ⅲ，導體框的下邊到達區域Ⅲ的某一位置時又開始做勻速直線運動。求：從導體框下邊剛進入bb＇時到下邊剛處dd＇時的過程中，導體框中產生的熱量。（已知重力加速度為g，導體框始終在豎直面內運動且下邊始終水平）

Answer 1

導體框從到過程中，設剛進入時導體框的速度為v

  (1) --------------------------------------------------------------（2分）
導體框進入開始勻速運動時

  (2)-----------------------------------------------------------（2分）
導體框下邊到達區域Ⅲ的某一位置時又開始作勻速直線運動時

  (3)---------------------------------------------------------（2分）
由（2）（3）得：------------------------------------------------------（1分）
從導體框下邊剛進入時到下邊剛出時的過程中，設產生的熱量為Q
由動能定理：： --------------------------------（4分）

所以------------------------------------------------（1分）