Question

 如圖所示，邊長L = 2.5m 、質量m = 0.50kg的正方形金屬線框，放在磁感應強度B = 0.80T的勻強磁場中，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下圖所示。已知金屬線框的總電阻R = 4.0。

（1）試判斷金屬線框從磁場中拉出的過程中，線框中的感應電流的方向，并在圖中標出。

（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，線框中產生的焦耳熱是多少？

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Answer 1

 （1）逆時針  ……………1分

（2）t = 2.0s時由圖可知I=0.2A

  所以E=IR=0.8V  ……………2分

 由E=BLV得V=E/BL=0.4m/s  ……………1分

 由圖可知線框作勻加速運動，由V= a t得 a=0.2m/s² ……………1分

安培力F_安=IBL=0.4N  ……………1分 

由牛二定律得 F－F_安=ma

 F=0.5N            ……………2分

（3）t=5.0s時線框速度V₂=at=1m/s   ……………1分

由動能定理有=W_F－Q   ……………1分

所以Q=1.67J    ……………1分