(1)由于线框匀速出磁场,受力分析知
对m2有:m2gsinθ-μm2gcosθ-T=0…①
对m1有:T-m1g-BIL=0…②
又因为有:I=…③
联立①②③可得:v=R=
2×10(0.8?0.5×0.6)?0.5×10 |
2.52×0.22
|
=2m/s
(2)从线框刚刚全部进入磁场到线框ad边刚要离开磁场,由动能定理得:
(m2gsinθ?μm2gcosθ)(d2?L)?m1g(d2?L)=(m1+m2)v2?EK
将速度v代入,(2×10×0.8-0.5×2×10×0.6)-0.5×10×(0.3-0.2)=(2+0.5)×22-EK
整理可得线框刚刚全部进入磁场时,线框与物块的动能和为:EK=4.5J
所以此时线框的动能为:E′K=
EK=0.9J
(3)从初状态到线框刚刚完全出磁场,由能的转化与守恒定律可得:
m2gsinθ-μm2gcosθ)(d1+d2+L)-m1g(d1+d2+L)=Q+(m1+m2)v2
将数值代入有:
2×10×0.8-0.5×2×10×0.6)×(0.8+0.3+0.2)-0.5×10×(0.8+0.3+0.2)=Q+(2+0.5)×22
整理可得线框在整个运动过程中产生的焦耳热为:
Q=1.5 J
答:(1)线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小为2m/s.
(2)线框刚刚全部进入磁场时动能的大小为0.9J.
(3)整个运动过程线框产生的焦耳热为1.5J.