Question

如圖甲所示，一邊長L=2.5m、質(zhì)量m=0.5kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上，整個裝置放在方向豎直向上、磁感應強度B=0.8T的勻強磁場中，它的一邊與磁場的邊界MN重合。在水平力F作用下由靜止開始向左運動，經(jīng)過5s線框被拉出磁場。測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖像如乙圖所示，在金屬線框被拉出的過程中。

⑴求通過線框?qū)Ь�截面的電量及線框的電阻；

⑵寫出水平力F隨時間變化的表達式；

⑶已知在這5s內(nèi)力F做功1.92J，那么在此過程中，線框產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

Answer 1

解：⑴根據(jù)q =t，由I－t圖象得：q =1.25C　　     （3分）

      又根據(jù)＝＝                             （3分）

     得R = 4Ω                                               （1分）

⑵ 由電流圖像可知，感應電流隨時間變化的規(guī)律：I＝0.1t          （2分）

由感應電流，可得金屬框的速度隨時間也是線性變化的，

                                    （3分）

線框做勻加速直線運動，加速度a = 0.2m/s²                     （1分）

線框在外力F和安培力F_A作用下做勻加速直線運動，（1分）

得力F＝（0.2 t＋0.1）N　                                    （2分）

⑶ t＝5s時，線框從磁場中拉出時的速度v₅ = at =1m/s               （2分）

線框中產(chǎn)生的焦耳熱J　　                      (2分)