Question

（15分）如圖所示，正方形線框abcd放在光滑絕緣的水平面上，其邊長、質(zhì)量、電阻，M、N分別為線框ad、bc邊的中點(diǎn)．圖示兩個(gè)虛線區(qū)域內(nèi)分別有豎直向下和向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為，PQ為其分界線．線框從圖示位置以速度勻速向右滑動，當(dāng)MN與PQ重合時(shí)，線框的速度，此時(shí)立刻對線框施加一沿運(yùn)動方向的水平拉力，使線框勻速運(yùn)動直至完全進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域．求：

（1）線框由圖示位置運(yùn)動到MN與PQ重合的過程中磁通量的變化量；

（2）線框運(yùn)動過程中最大加速度的大小；

（3）在上述運(yùn)動過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱．

Answer 1

解答：（1）MN與PQ重合時(shí)，穿過線框的磁通量為零，故磁通量的變化量為

    2分

（2）cd邊剛過PQ的瞬間，線框中的感應(yīng)電動勢

           2分

感應(yīng)電流的大小為

                     1分

線框所受安培力的大小為

            1分

線框加速度的大小為

                _2分

（3）MN到達(dá)PQ前，由能量守恒可知，線框中產(chǎn)生的焦耳熱為

                                     _2分

MN與PQ重合的時(shí)刻，線框中的感應(yīng)電動勢

                                  _1分

MN經(jīng)過PQ后，線框中產(chǎn)生的焦耳熱

                                       2分

故在整個(gè)運(yùn)動過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱為

                                            _2分

說明：其它的解法若正確可相應(yīng)給分