Question

如圖所示，某空間區域分布著水平向里的勻強磁場，磁場區域的水平寬度d=0.4m， 磁感應強度B=0.5T。 固定在絕緣平板上的豎直正方形金線框PQMN邊長L=0.4m，電阻R=0.1，整個屬裝置質量M=0.3kg，平板與水平面間的動摩擦因數為μ=0.2，用細線通過光滑定滑輪與質量為m=0.1kg的重物相連。現將重物由靜止釋放，使金屬框向右運動，PQ邊剛進入磁場時線框恰好做勻速運動。（最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）（g取10m/s2）求：

（1）重物剛釋放時的加速度；
（2）線框進入磁場前運動的距離s；
（3）線框穿過磁場過程中產生的焦耳熱。

Answer 1

（1）由牛頓第二定律有：①…………………（3分）
解得：…………………………………（2分）
(2)線框在磁場中勻速運動，則                ②…………………（1分）
             ③…………………（1分）
           ④…………………（1分）
   ⑤…………………（3分）
            ⑥…………………（2分）
聯立②③④⑤⑥解得：…………………………………………………（1分）
(3)由蕉耳定律：                               ⑦………………（2分）
                         ⑧………………（2分）
聯立⑦⑧解得：    ……………………………………

略