如圖甲所示,在豎直平面內(nèi)有一寬度為L(zhǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,其上下邊界水平,磁場(chǎng)的方向垂直豎直平面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.從t=0時(shí)開始,一質(zhì)量為m的單匝正方形閉合金屬框abcd在豎直向上的恒力作用下,從靜止開始向上運(yùn)動(dòng),ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),速度大小為v
1;當(dāng)線框的cd邊離開磁場(chǎng)時(shí)馬上撤去恒力,此時(shí)線框恰與擋板碰撞,速度立刻減為0,碰撞時(shí)間忽略不計(jì)。線框上升和下落的過程中速度大小與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示,圖中v
1和v
2均為已知。已知線框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、總電阻為R,在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中線框平面始終在該豎直平面內(nèi),且ab邊保持水平,重力加速度為g,求:
?
(1)上升過程中,線框ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的電流大小I
1;
(2)上升過程中,線框所受恒力的大小F;
(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,線框產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(4)從t=0時(shí)開始到線框向下運(yùn)動(dòng)至完全離開磁場(chǎng)的時(shí)間t
總。