
(2009?江蘇)如圖所示,兩平行的光滑金屬導軌安裝在一光滑絕緣斜面上,導軌間距為l、足夠長且電阻忽略不計,導軌平面的傾角為α,條形勻強磁場的寬度為d,磁感應強度大小為B、方向與導軌平面垂直.長度為2d的絕緣桿將導體棒和正方形的單匝線框連接在一起組成“

”型裝置,總質(zhì)量為m,置于導軌上.導體棒中通以大小恒為I的電流(由外接恒流源產(chǎn)生,圖中未畫出).線框的邊長為d(d<l),電阻為R,下邊與磁場區(qū)域上邊界重合.將裝置由靜止釋放,導體棒恰好運動到磁場區(qū)域下邊界處返回,導體棒在整個運動過程中始終與導軌垂直.重力加速度為g.
求:(1)裝置從釋放到開始返回的過程中,線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(2)線框第一次穿越磁場區(qū)域所需的時間t
1;
(3)經(jīng)過足夠長時間后,線框上邊與磁場區(qū)域下邊界的最大距離Χ
m.