Question

如圖所示，電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd，邊長ab=ad=L，質(zhì)量為m，從某一高度自由落下，通過一勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，磁場方向垂直紙面向里，磁場區(qū)域的寬度也為L，下落過程中線框平面始終保持在同一豎直面內(nèi)，且ab邊始終水平．導(dǎo)線框的ab邊剛進(jìn)入磁場就恰好開始做勻速運動,那么線框進(jìn)入磁場的過程中ab兩點間的電壓為               ．在線圈穿越磁場的全過程，線框中產(chǎn)生的焦耳熱為           ．（不考慮空氣阻力，重力加速度為g）

Answer 1

  ，

試題分析：（1）線框abcd的ab邊在勻速（設(shè)為）切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢為，此時二力平衡：，由歐姆定律知，解得：，而，可得。
（2）解法一：線框穿過磁場的時間 
由焦耳定律，線框中產(chǎn)生的熱量
由以上各式解得：
解法二：根據(jù)能量守恒定律，線框以恒定速率通過磁場的過程中，重力與線框所受安培力平衡，因此這一過程實質(zhì)是重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，所以此過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為。