Question

【題目】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．在水平向左的力F作用下金屬線框由靜止開始向左運動，在5.0s末從磁場中拉出．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）t=2.0s時，金屬線框的速度？

（2）寫出力F隨時間變化的關系式。

（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

【答案】（1）0.40m/s（2）F=0.2t+0.1 （3）1.67J

【解析】

試題（1）設t=2.0s時的速度為v，據題意有：BLv=IR 解得

（2）由圖線可知，在時刻t的電流為I=0.1t

根據法拉第電磁感應定律和歐姆定律可知：，可得a=0.2m/s2

根據牛頓第二定律可知：F-BIL=ma

解得（N）

（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

由上述兩式解得：