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(gè)裝置放在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)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(yùn)動(dòng)，經(jīng)過5s線框被拉出磁場。測得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化圖像如乙圖所示，在金屬線框被拉出過程中。

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(shí)間變化的表達(dá)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

【答案】

（1）R = 4Ω  （2）F＝（0.2 t＋0.1）N�。�3）

【解析】

試題分析：⑴根據(jù)q =t，由I－t圖象得：q =1.25C

又根據(jù)＝＝        得R = 4Ω

⑵由電流圖像可知，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 = 0.2m/s²  線框在外力F和安培力F_A作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，  得力F＝（0.2 t＋0.1）N

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

線框中產(chǎn)生的焦耳熱J

考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律、牛頓第二定律、焦耳定律