Question

【题目】如图所示，在光滑、绝缘的水平面上，虚线MN的右侧存在磁感应强度大小为B=2T、方向竖直向下的匀强磁场，MN的左侧有一个质量m=0.1kg、bc边的长度、总电阻R=2Ω的矩形线圈abcd.t=0时，用恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速直线运动，经过1s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1s，线圈恰好完全进入磁场.整个运动的过程中，线圈中的感应电流I随时间t变化的图像如图乙所示.求：

（1）线圈bc边刚进入磁场时的速度和线圈在第1s内运动的距离x

（2）线圈ab边的长度

（3）线圈ad边刚进入磁场时拉力的功率.

Answer 1

【答案】(1) （2）1m（3）0.33W

【解析】

（1）线圈在磁场中运动时，感应电流，由图乙可知，电流随时间均匀增大，故线圈在磁场中做匀加速运动，时，线圈的bc边刚进入磁场，感应电流

由图中可读出

联立解得

故线圈在第1s内的位移.

（2）时，感应电流

解得线圈的速度；

故线圈ab边的长度.

（3）线圈在磁场中运动的加速度

线圈ad边刚进入磁场时，有

解得拉力F=0.22N

故拉力的功率