Question

如圖所示，邊長(zhǎng)L=2.5m、質(zhì)量m=0.50kg的正方形金屬線(xiàn)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。在水平力作用下由靜止開(kāi)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(xiàn)框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如下圖所示。已知金屬線(xiàn)框的總電阻R=4.0Ω。

⑴試判斷金屬線(xiàn)框被拉出的過(guò)程中，線(xiàn)框中的感應(yīng)電流方向（在圖中標(biāo)出）；并寫(xiě)出0～5s時(shí)間內(nèi)金屬框的速度隨時(shí)間變化的表達(dá)式；

⑵求t=2.0s時(shí)金屬線(xiàn)框的速度大小和水平外力的大��；21世紀(jì)教育網(wǎng)

⑶已知在5.0s內(nèi)力F做功1.92J，那么金屬線(xiàn)框從磁場(chǎng)拉出的過(guò)程中，線(xiàn)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?lè)较颉?/p>

（2）由電流圖象可知，感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的規(guī)律：I＝0.1t

由感應(yīng)電流

可得金屬框的速度隨時(shí)間也是線(xiàn)性變化的，

⑶線(xiàn)框做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度

t＝2.0s，時(shí)感應(yīng)電流。

安培力

線(xiàn)框在外力F和安培力F_A作用下做加速運(yùn)動(dòng)，

得力F＝0.50N　

⑷金屬線(xiàn)框從磁場(chǎng)拉出的過(guò)程中，拉力做功轉(zhuǎn)化成線(xiàn)框的動(dòng)能和線(xiàn)框中產(chǎn)生的焦耳熱。

t＝5s時(shí)，線(xiàn)框從磁場(chǎng)中拉出時(shí)的速度

線(xiàn)框中產(chǎn)生的焦耳熱