如图甲所示,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形金属框架MNPQ(下简称U形框),U形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.
(1)将方框固定不动,用力拉动U形框使它以速度v
垂直NP边向右匀速运动,当U形框的MQ端滑至方框的最右侧(如图乙所示)时,方框上的bc两端的电势差为多大?此时方框的热功率为多大?
(2)若方框不固定,给U形框垂直NP边向右的初速度v
,如果U形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?
(3)若方框不固定,给U形框垂直NP边向右的初速度v(v>v
),U形框最终将与方框分离.如果从U形框和方框不再接触开始,经过时间t方框最右侧和U形框最左侧距离为s.求两金属框分离后的速度各多大.
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