Question

如圖所示，邊長L=2.5m、質(zhì)量m=0.50kg的正方形金屬線框，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.80T的勻強(qiáng)磁場中，它的一邊與磁場的邊界MN重合。在力F作用下由靜止開始向左勻加速運(yùn)動，在5.0s內(nèi)從磁場中拉出。測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如圖7所示。已知金屬線框的總電阻R=4.0Ω。

（1）試判斷金屬線框從磁場中向左拉出的過程中，線框中的感應(yīng)電流方向，并在圖中標(biāo)出。

（2）t=2.0s時金屬線框的速度和力F的大小。

（3）已知在5.0s內(nèi)力F做功1.92J，那么金屬線框從磁場拉出的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

 

Answer 1

 (18分)（1）感應(yīng)電流沿逆時針方向

（2）由電流圖象可知，感應(yīng)電流隨時間變化的規(guī)律：

    由感應(yīng)電流 

可得金屬框的速度隨時間也是線性變化的，，線框做勻加速直線運(yùn)動。

加速度。    時感應(yīng)電流。          

    安培力             

    線框在外力F和安培力F_A作用下做加速運(yùn)動，

    得力                                       

    （3）金屬線框從磁場拉出的過程中，拉力做功轉(zhuǎn)化成線框的動能和線框中產(chǎn)生的焦耳熱。

    時，線框從磁場中拉出時的速度。        

    線框中產(chǎn)生的焦耳熱