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在线框刚刚完全进入磁场又匀加速运动到达边界PQ的过程中,根据动能定理有μmg(d-L)=
1
2
mv20-
1
2
mv2,解得最小速度v min=v20-2μg(d-L)
(3)线框从右边框进入磁场到运动至磁场边界PQ的过程中线框一直受摩擦力f=μmg
由功的公式W f1=fd得摩擦力做功W f1=μmgd
闭合线框穿出磁场与进入磁场的受力情况相同,则完全穿出磁场的瞬间速度亦为最小速度v,然后速度均匀增加到v0,产生的位移一定为x=d-L(和在磁场中速度v由增加v0到的位移相同)闭合线框在右边框出磁场到与传送带共速的过程中位移x′=x+L=d。
在此过程中摩擦力再做功W f2=μmgd
因此,闭合铜线框从刚进入磁场到穿出磁场后又相对传送带静止的过程中,传送带对闭合铜线框做的功W =W f1+W f2=2μmgd
【参考答案】(1)
B2L2v0
R
(2)
B2L2v0
mR
-μg v20-2μg(d-L)(3)2μmgd
3.(天津市河北区2015-2016学年度高三年级总复习质量检测(三)理科综合试卷·物理部分)如图所示,两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L,导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,构成矩形回路,两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为R,回路中其余部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行,开始时,棒cd静止,棒ab有指向棒cd的初速度0v,若两导体棒在运动中始终不接触,求:
(1)在运动中产生的焦耳热Q最多是多少?
(2)当ab棒的速度变为初速度的4/3时,cd棒的加速度a是多少?
【参考答案】(1)2
1
4
Q mv
=;(2)
22
4
B L v
F
a
m mR
==