Question

（09年揭陽市期末）（17分）如圖甲所示，一邊長L=2.5m、質(zhì)量m=0.5kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上，整個裝置處在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場中，它的一邊與磁場的邊界MN重合。在水平拉力F作用下由靜止開始向左運動，經(jīng)過5s線框被拉出磁場。測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖像如乙圖所示，在金屬線框被拉出磁場的過程中。

⑴求通過線框?qū)Ь�截面的電量及線框的電阻；

⑵寫出水平拉力F隨時間變化的表達(dá)式；

⑶已知在這5s內(nèi)拉力F做功1.92J，那么在此過程中，線框產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

Answer 1

解析： ⑴根據(jù)q =t，由I－t圖象得：q =1.25C　………………………………（2分）

 

  又根據(jù)＝＝    ……………………………………………（2分）

 

  得R = 4Ω …………………………………………………………………………（2分）

 

⑵由電流圖像可知，感應(yīng)電流隨時間變化的規(guī)律：I＝0.1t  ……………………（1分）

 

由感應(yīng)電流，可得金屬框的速度隨時間也是線性變化的，

 

（2分）

 

線框做勻加速直線運動，加速度a = 0.2m/s²   ………………………………（1分）

 

線框在外力F和安培力F_A作用下做勻加速直線運動，  ………（1分）

 

得力F＝（0.2 t＋0.1）N　 ………………………………………………………（2分）

 

⑶ t＝5s時，線框從磁場中拉出時的速度v₅ = at =1m/s  ………………………（2分）

 

線框中產(chǎn)生的焦耳熱J ……………………………（2分）