Question

【題目】如圖所示，長方形金屬線框abcd放在光滑絕緣的水平面上，ab邊長為lab=0.5m，bc邊長為lbc=1m，質量為m=1kg，電阻為R=2Ω．線框處在垂直于桌面向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為B=1T，ab邊與磁場左邊界重合。現給線框ab邊施加一個水平向左的拉力使線框向左運動，ab邊始終與磁場左邊界平行，線框中產生的電流隨線框運動的距離關系如圖乙所示，求：

（1）線框的后一半出磁場所用的時間；

（2）將線框拉出磁場的過程中，線框中產生的焦耳熱。

Answer 1

【答案】（1）線框的后一半出磁場所用的時間為0.125s；（2）將線框拉出磁場的過程中，線框中產生的焦耳熱為0.375J。

【解析】

（1）由圖乙可知，線框后一半出磁場過程，線框中電流恒定，則線框的速度恒定，設速度大小為v，則E=Blabv

=1A

線框后一半出磁場所用時間為

解得：t=0.125s

（2）由圖乙可知，0＜x＜0.5m過程中，電流與位移成正比，即安培力與位移成正比，安培力做功為：

0.5m＜x＜1m的過程中，安培力做功為：

全過程產生的焦耳熱為：Q=-（W1+W2）=0.375J