Question

（9分）如圖（甲）所示，邊長為L=2.5m、質量m=0.50kg的正方形絕緣金屬線框，平放在光滑的水平桌面上，磁感應強度B=0.80T的勻強磁場方向豎直向上，金屬線框的一邊ab與磁場的邊界MN重合．在力F作用下金屬線框由靜止開始向左運動，在5.0s內從磁場中拉出．測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如圖（乙）所示．已知金屬線框的總電阻為R=4.0Ω。

   

（1）試判斷金屬線框從磁場中拉出的過程中，線框中的感應電流方向?

（2）t=2.0s時，金屬線框的速度？

（3）已知在5.0s內力F做功1.92J，那么，金屬框從磁場拉出過程線框中產生的焦耳熱是多少？

Answer 1

解析：

（1）由楞次定律（或右手定則），線框中感應電流的方向為逆時針（或abcda）（2分）

（2）設t=2.0s時的速度為v，據題意有：BLv=IR 解得m/s=0.4m/s（3分）

（3）設t=5.0s時的速度為v′,整個過程中線框中產生的焦耳熱為Q，則有：

BLv′=I′R   （1分）

   （2分）

由上述兩式解得：J=1.67J   （1分）