题目内容
如图甲所示,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=0.8T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图像如乙图所示,在金属线框被拉出过程中。
⑴求通过线框导线截面的电量及线框的电阻;
⑵写出水平力F随时间变化的表达式;
⑶已知在这5s内力F做功1.92J,那么在此过程中,线框产生的焦耳热是多少?
(1)R = 4Ω (2)F=(0.2 t+0.1)N (3)
解析试题分析:⑴根据q =t,由I-t图象得:q =1.25C
又根据== 得R = 4Ω
⑵由电流图像可知,感应电流随时间变化的规律:I=0.1t
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a = 0.2m/s2 线框在外力F和安培力FA作用下做匀加速直线运动, 得力F=(0.2 t+0.1)N
⑶ t=5s时,线框从磁场中拉出时的速度v5 =" at" =1m/s
线框中产生的焦耳热J
考点:法拉第电磁感应定律、牛顿第二定律、焦耳定律
练习册系列答案
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如图所示,电阻不计的光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上,下端接有固定电阻和金属棒cd,它们的电阻均为.两根导轨间宽度为L,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨面向上.质量为m、电阻不计的金属棒ab垂直放置在金属导轨上,在沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用下,沿导轨以速率v匀速上滑,而金属棒cd保持静止.以下说法正确的是
A.金属棒ab中的电流为 |
B.作用在金属棒ab上各力的合力做功为零 |
C.金属棒cd的质量为 |
D.金属棒ab克服安培力做功等于整个电路中产生的焦耳热 |