(1)线框进入磁场前,由牛顿第二定律得F-mgsinα=ma
线框进入磁场前的加速度a==5m/s2
(2)因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动,
则线框abcd受力平衡 F=mgsinα+FA
ab边进入磁场切割磁感线,产生的电动势E=Bl1v
形成的感应电流I==(1分)
受到的安培力FA=BIl1,得到FA=
F=mgsinα+
代入数据,解得v=2m/s
(3)线框abcd进入磁场前时,做匀加速直线运动;进磁场的过程中,做匀速直线运动;进入磁场后到运动到gh线,仍做匀加速直线运动.
进磁场前线框的运动时间为 t1==s=0.4s
进磁场过程中匀速运动时间为 t2==s=0.3s
线框完全进入磁场后线框受力情况同进入磁场前,所以该阶段的加速度仍为a=5m/s2
s?l2=vt3+a
解得:t3=1s
故ab边由静止开始运动到gh线所用的时间为t=t1+t2+t3=1.7s
(4)线框ab边运动到gh处的速度v′=v+at3=2m/s+5×1m/s=7m/s
(5)E==V=0.25V Q1=
t4=J=0.5J
整个运动过程产生的焦耳热Q=FAl2+Q1=(F-mgsinθ)l2+Q1=3.5J
答:(1)线框进入磁场前的加速度为5m/s2.
(2)线框进入磁场时匀速运动的速度v=2m/s