题目内容
【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。
【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
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