Question

如圖所示，Ⅰ、Ⅱ區域是寬度均為L=0.5m的勻強磁場，磁感應強度大小B=1T，方向相反。一邊長L=0.5m、質量m=0.1kg、電阻R=0.5Ω的正方形金屬線框，在外力作用下，以初速度m/s勻速穿過磁場區域。

（1）取逆時針方向為正，作出i-t圖像；

（2）求線框穿過磁場區域的過程中外力做的功；

（3）若不施加外力，確定線框最終停止的位置。

 

Answer 1

 （1）電流逆時針方向取正值；

時間間隔………………………………（1分）

順時針方向取負值；

時間間隔………………………………（1分）

逆時針方向取正值；

時間間隔………………………………（1分）

電流隨時間變化關系如圖所示。………………………………………………………（2分）

（2）因為線框勻速運動，所以外力做的功等于電流做的功

      ………………………………………（3分）

（3）沒有外力時，線框在安培力作用下做變減速運動

     線框通過Ⅰ的過程中：…………………………………………（1分）

    即        

          …………………………………（2分）

     線框進入Ⅱ的過程中：…………………………………………（1分）

     即       

        …………………………………（2分）

即線框進入磁場后運動 （離左邊0.875m處停止運動）…（1分）

本題有其它解法，正確的可對照評分標準給分。