Question

如图所示，边长L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框，放在磁感应强度B=0.80T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。在力F作用下由静止开始向左运动，在5.0s内从磁场中拉出。测得金属线框中的电流随时间变化的图象如下图所示。已知金属线框的总电阻。

    （1）试判断金属线框从磁场中拉出的过程中，线框中的感应电流的方向，并在图中标出。

    （2）t=2.0s时金属线框的速度和力F的大小。

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

 

Answer 1

（1）  感应电流沿逆时针方向       （2）（3）1.67J

解析:

（1）感应电流沿逆时针方向。

    （2）由电流图象可知，感应电流随时间变化的规律：

    由感应电流可得金属框的速度随时间也是线性变化的，，线框做匀加速直线运动。加速度。

    时感应电流。

    安培力

    线框在外力F和安培力F_A作用下做加速运动，

    得力

    （3）金属线框从磁场拉出的过程中，拉力做功转化成线框的动能和线框中产生的焦耳热。

    时，线框从磁场中拉出时的速度。

    线框中产生的焦耳热