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如圖1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(dòng),在5.0s內(nèi)從磁場中拉出.測得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖2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(shí)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?
【答案】分析:(1)由右手定則判斷感應(yīng)電流方向.
(2)代入速度與時(shí)間的表達(dá)式,求出速度大小.由安培力公式求出安培力,由速度表達(dá)式求出加速度,根據(jù)牛頓第二定律求出外力.
(3)根據(jù)能量守恒定律求出焦耳熱.
解答:解:(1)由右手定則判斷出感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針.如圖:
(2)由電流圖象得到I=0.1t A,
又:I==
則:v==0.2t m/s 
當(dāng)t=2s時(shí),v=0.4m/s,加速度:a=0.2m/s2
此時(shí)安培力:F=BIl=0.4N,
根據(jù)牛頓第二定律,得:F-F=ma,
代入解得:F=0.5N    
(3)t=5s時(shí),v=1m/s
則由能量守恒定律得Q=W-mv2=1.67J
答:(1)感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針.
    (2)t=2.0s時(shí)金屬線框的速度大小為0.4m/s,水平外力的大小為0.5N.
    (3)金屬線框從磁場拉出的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為1.67J.
點(diǎn)評:本題由圖象寫出解析式,考查運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力.求解外力,關(guān)鍵是求出安培力.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?南匯區(qū)二模)如圖1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(dòng),在5.0s內(nèi)從磁場中拉出.測得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖2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(shí)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?

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科目:高中物理 來源:2008-2009學(xué)年北京市石景山區(qū)高三(上)期末物理試卷(解析版) 題型:解答題

如圖1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(dòng),在5.0s內(nèi)從磁場中拉出.測得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖2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(shí)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?

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科目:高中物理 來源:2006年上海市南匯區(qū)高考物理二模試卷(解析版) 題型:解答題

如圖1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(dòng),在5.0s內(nèi)從磁場中拉出.測得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖2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(shí)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?

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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年江蘇省無錫市江陰市石莊中學(xué)高三(下)學(xué)科規(guī)范練習(xí)物理試卷(一)(解析版) 題型:解答題

如圖1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(dòng),在5.0s內(nèi)從磁場中拉出.測得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖2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(shí)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?

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