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(2006?黄浦区模拟)如图甲所示,一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内,线框的右边紧贴着磁场边界,t=O时刻对线框施加一水平向右的外力F,让线框从静止开始做匀加速直线运动,在t0时刻穿出磁场;图乙为外力F随时间变化的图象,若线框质量为m、电阻为R,图象中的F、t0 也为已知量,则在穿出磁场时的速度V=
F0t0
m
F0t0
m
,匀强磁场的磁感强度B=
2Rm
L2t0
2Rm
L2t0
分析:当t=0时线框的速度为零,没有安培力,根据牛顿第二定律求出加速度a.由运动学公式求出线框刚出磁场时的速度,得到安培力表达式,由牛顿第二定律即可求出B;
解答:解:(1)t=0时刻,线框的速度为零,线框没有感应电流,不受安培力,加速度为a=
F0
m

线框的边长为  L=
1
2
at02=
F0t02
2m

线框刚出磁场时的速度为 v=at0=
F0t0
m
  ②此时线框所受的安培力为FA=BIL,I=
BLv
R

则得 FA=
B2L2v
R
     ③
根据牛顿第二定律得 F-FA=ma       ④
①②③④联立得:B=
2Rm
L2t0
点评:本题的关键求出安培力,列出牛顿第二定律关于F-t的表达式,考查读图的能力.这里,安培力是联系力学与电磁感应的桥梁.
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当最大偏转角θ=37°时,棒受力平衡,有:tanθ=
F
mg
=
BIl
mg

I=
mgtan370
Bl
=
0.05×10×
3
4
0.5×0.1
=7.5A

同学乙的解法如下:铜棒向外偏转过程中,导线拉力不做
功,如图丙所示.
F做功为:WF=FS1=BIlsin370×lsin370
重力做功为:WG=-mgS2=-mgl(1-cos37°)
由动能定理得:BI(lsin37°)2-mgl(1-cos37°)=0I=
mgl(1-cos370)
Blsin2370
=
0.05×10×(1-0.8)
0.5×0.1×(0.6)2
=
50
9
=5.56A

请你对同学甲和乙的解答以说理的方式作出评价;若你两者都不支持,则给出你认为正确的解答.

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