Question

【题目】如图所示，长方形金属线框abcd放在光滑绝缘的水平面上，ab边长为lab=0.5m，bc边长为lbc=1m，质量为m=1kg，电阻为R=2Ω．线框处在垂直于桌面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B=1T，ab边与磁场左边界重合。现给线框ab边施加一个水平向左的拉力使线框向左运动，ab边始终与磁场左边界平行，线框中产生的电流随线框运动的距离关系如图乙所示，求：

（1）线框的后一半出磁场所用的时间；

（2）将线框拉出磁场的过程中，线框中产生的焦耳热。

Answer 1

【答案】（1）线框的后一半出磁场所用的时间为0.125s；（2）将线框拉出磁场的过程中，线框中产生的焦耳热为0.375J。

【解析】

（1）由图乙可知，线框后一半出磁场过程，线框中电流恒定，则线框的速度恒定，设速度大小为v，则E=Blabv

=1A

线框后一半出磁场所用时间为

解得：t=0.125s

（2）由图乙可知，0＜x＜0.5m过程中，电流与位移成正比，即安培力与位移成正比，安培力做功为：

0.5m＜x＜1m的过程中，安培力做功为：

全过程产生的焦耳热为：Q=-（W1+W2）=0.375J