题目

(20分)如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里.线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场.整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动。求：(1)线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度v2；(2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1；(3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q。 答案：解析：(1)线框下落阶段进入磁场做匀速运动，令此时的速度为v2，则有mg＝F安＋f　                                              ①(2分)其中F安＝BIa，                                          ②故此　                            (2分)得　                                  (2分)(2)令线框离开磁场向上升的阶段加速度为a上，从最高点落至磁场过程中下降的加速度为a下，则必有            ④(3分)而a1＝，a2＝    ⑤(2分)代入计算有　(3分)(3)由功能关系对线框进入到离开磁场有(4分)故　 (2分)

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