题目内容
【题目】如图（
）所示，一边长
，质量
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
的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界
重合。在水平力
作用下由静止开始向左运动，经过
线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如图（
）所示，在金属线框被拉出的过程中，
（1）求通过线框导线截面的电量及线框的电阻;
（2）写出水平力随时间
变化的表达式;
（3）已知在这内力F做功
，那么此过程中，线框产生的焦耳热是多少？
【答案】（1）1.25C，8
；（2）F=0.1+0.4t；（3）3.33J；
【解析】(1)根据
，由I－t图象得：q＝1.25 C
又根据
，得R＝8 Ω
(2)由电流图象可知，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＝0.2 m/s2
线框在外力F和安培力FA作用下做匀加速直线运动，F－FA＝ma
得力F＝(0.4t＋0.1)N
(3)t＝5 s时，线框从磁场中拉出时的速度v5＝at＝1 m/s
线框中产生的焦耳热Q＝W－
mv52＝3.33 J
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