Question

【题目】如图（甲）所示，边长为L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形绝缘金属线框，平放在光滑的水平桌面上，磁感应强度B=0.80T的匀强磁场方向竖直向上，金属线框的一边ab与磁场的边界MN重合．在水平向左的力F作用下金属线框由静止开始向左运动，在5.0s末从磁场中拉出．测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图（乙）所示．已知金属线框的总电阻为R=4.0Ω．

（1）t=2.0s时，金属线框的速度？

（2）写出力F随时间变化的关系式。

（3）已知在5.0s内力F做功1.92J，那么，金属框从磁场拉出过程线框中产生的焦耳热是多少？

Answer 1

【答案】（1）0.40m/s（2）F=0.2t+0.1 （3）1.67J

【解析】

试题（1）设t=2.0s时的速度为v，据题意有：BLv=IR 解得

（2）由图线可知，在时刻t的电流为I=0.1t

根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律可知：，可得a=0.2m/s2

根据牛顿第二定律可知：F-BIL=ma

解得（N）

（3）设t=5.0s时的速度为v′,整个过程中线框中产生的焦耳热为Q，则有：BLv′=I′R

由上述两式解得：