如图所示,两条光滑的绝缘导轨,导轨的水平部分与圆弧部分平滑连接,两导轨间距为L,导轨的水平部分有n段相同的匀强磁场区域(图中的虚线范围),磁场方向竖直向上,磁场的磁感应强度为B,磁场的宽度为S,相邻磁场区域的间距也为S,S大于L,磁场左、右两边界均与导轨垂直.现有一质量为m,电阻为r,边长为L的正方形金属框,由圆弧导轨上某高度处静止释放,金属框滑上水平导轨,在水平导轨上滑行一段时间进入磁场区域,最终线框恰好完全通过n段磁场区域.地球表面处的重力加速度为g,感应电流的磁场可以忽略不计,求: (1)刚开始下滑时,金属框重心离水平导轨所在平面的高度. (2)整个过程中金属框内产生的电热. (3)金属框完全进入第k(k<n)段磁场区域前的时刻,金属框中的电功率.
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