Question

如圖所示，邊長L=2.5m、質量m=0.50kg的正方形金屬線框，放在磁感應強度B=0.80T的勻強磁場中，它的一邊與磁場的邊界MN重合。在力F作用下由靜止開始向左運動，在5.0s內從磁場中拉出。測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如下圖所示。已知金屬線框的總電阻。

    （1）試判斷金屬線框從磁場中拉出的過程中，線框中的感應電流的方向，并在圖中標出。

    （2）t=2.0s時金屬線框的速度和力F的大小。

    （3）已知在5.0s內力F做功1.92J，那么金屬線框從磁場拉出的過程中，線框中產生的焦耳熱是多少？

 

Answer 1

（1）  感應電流沿逆時針方向       （2）（3）1.67J

解析:

（1）感應電流沿逆時針方向。

    （2）由電流圖象可知，感應電流隨時間變化的規(guī)律：

    由感應電流可得金屬框的速度隨時間也是線性變化的，，線框做勻加速直線運動。加速度。

    時感應電流。

    安培力

    線框在外力F和安培力F_A作用下做加速運動，

    得力

    （3）金屬線框從磁場拉出的過程中，拉力做功轉化成線框的動能和線框中產生的焦耳熱。

    時，線框從磁場中拉出時的速度。

    線框中產生的焦耳熱