如下图所示,空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场,磁场的磁感强度大小为
B.边长为
l的正方形金属框
abcd(下简称方框)放在光滑的水平地面上,其外侧套着一个与方框边长相同的U型金属框架
MNPQ(仅有
MN、NQ、QP三条边,下简称U型框),U型框与方框之间接触良好且无摩擦.两个金属框每条边的质量均为
m,每条边的电阻均为
r.
小题1:将方框固定不动,用力拉动U型框使它以速度
垂直
NQ边向右匀速运动,当U型框的
MP端滑至方框的最右侧(如图乙所示)时,方框上的
bd两端的电势差为多大?此时方框的热功率为多大?
小题2:若方框不固定,给U型框垂直
NQ边向右的初速度
,如果U型框恰好不能与方框分离,则在这一过程中两框架上产生的总热量为多少?
小题3:若方框不固定,给U型框垂直
NQ边向右的初速度
v(
),U型框最终将与方框分离.如果从U型框和方框不再接触开始,经过时间
t后方框的最右侧和U型框的最左侧之间的距离为
s.求两金属框分离后的速度各多大.