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如图所示,abcd是倾角为θ的光滑绝缘斜面,有边界的宽度为l的匀强磁场垂直斜面,图中与斜面底边cd平行的虚线为有界磁场的边界线.在斜面上有一个质量为m、电阻为R、边长为L的正方形金
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问题描述:

如图所示,abcd是倾角为θ的光滑绝缘斜面,有边界的宽度为l的匀强磁场垂直斜面,图中与斜面底边cd平行的虚线为有界磁场的边界线.在斜面上有一个质量为m、电阻为R、边长为L的正方形金属线框,线框底边与磁场边界线平行,相距s.将线框从静止开始释放,沿斜面滑下,线框底边始终与斜面底边平行.线框刚进入磁场时,由于安培力的作用,恰好做匀速运动.线框的下边通过磁场的时间为0.4s.已知θ=30°,m=20g,R=2.7Ω,L=60cm,s=90cm,重力加速度g=10m/s2.

试求:

(1)线框刚进入磁场时,线框的速度;

(2)磁场的磁感应强度B的大小.

(3)磁场区域的宽度l.

(4)若线框最后匀速离开磁场,则在线框进入磁场和离开磁场的过程中线框中产生的热量之比为多少?

卢志国回答:
  (1)线框进入磁场前沿斜面向下做匀加速直线运动,设底边刚进磁场时的速度为v,则由动能定理得:   12
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