Question

【題目】如圖（）所示，一邊長(zhǎng)，質(zhì)量的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上，整個(gè)裝置放在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它的一邊與磁場(chǎng)的邊界重合。在水平力作用下由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)線框被拉出磁場(chǎng)。測(cè)得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖像如圖（）所示，在金屬線框被拉出的過(guò)程中，

（1）求通過(guò)線框?qū)Ь�截面的電量及線框的電阻;

（2）寫出水平力隨時(shí)間變化的表達(dá)式;

（3）已知在這內(nèi)力F做功，那么此過(guò)程中，線框產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

Answer 1

【答案】（1）1.25C，8；（2）F=0.1+0.4t；（3）3.33J；

【解析】(1)根據(jù)，由I－t圖象得：q＝1.25 C
又根據(jù) ，得R＝8 Ω

(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)間也是線性變化的，
線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a＝0.2 m/s2
線框在外力F和安培力FA作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，F－FA＝ma
得力F＝(0.4t＋0.1)N
(3)t＝5 s時(shí)，線框從磁場(chǎng)中拉出時(shí)的速度v5＝at＝1 m/s
線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q＝W－mv52＝3.33 J