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(chǎng)中，它的一邊與磁場(chǎng)的邊界MN重合。在力F作用下由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，在5.0s內(nèi)從磁場(chǎng)中拉出。測(cè)得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如下圖所示。已知金屬線框的總電阻。

    （1）試判斷金屬線框從磁場(chǎng)中拉出的過程中，線框中的感應(yīng)電流的方向，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(chǎng)拉出的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

 

Answer 1

（1）  感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向       （2）（3）1.67J

解析:

（1）感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向。

    （2）由電流圖象可知，感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的規(guī)律：

    由感應(yīng)電流可得金屬框的速度隨時(shí)間也是線性變化的，，線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。加速度。

    時(shí)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(dòng)，

    得力

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

    時(shí)，線框從磁場(chǎng)中拉出時(shí)的速度。

    線框中產(chǎn)生的焦耳熱