Question

（19分）如图（a）所示，一边长L=2.5m，质量m=0.5kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=1.6T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。在水平力F作用下由静止开始向左运动，经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如图（b）所示，在金属线框被拉出的过程中，

（1）求通过线框导线截面的电量及线框的电阻;

（2）写出水平力F随时间t变化的表达式;

（3）已知在这5s内力F做功3.58J，那么此过程中，线框产生的焦耳热为是多少？

Answer 1

（1）1.25C，8；（2）F=0.1+0.4t；（3）3.33J；

【解析】

试题分析：（1）由图b可知i—t图像与横轴所围的面积即通过线框截面的电荷量。

所以 3分

由法拉第电磁感应定律 3分

（2）由图可知 2分

又 3分

所以框做匀加速运动 1分

由牛二定律 3分

（3）拉出磁场时线框的速度为 1分

对拉出线框过程，由动能定理

2分

所以 1分

由其它方法求得正确结果同样给分。

考点：电磁感应、动能定理