题目内容
【题目】如图甲所示,空间存在一有界匀强磁场,磁场的左边界如虚线所示,虚线右侧足够大区域存在磁场,磁场方向竖直向下.在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框, ab边长为l=0.2m,线框质量m=0.1kg、电阻R=0.1Ω,在水平向右的外力F作用下,以初速度v0=1m/s匀加速进入磁场,外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示.以线框右边刚进入磁场时开始计时,求:
![]()
(1)匀强磁场的磁感应强度B
(2)线框进入磁场的过程中,通过线框的电荷量q;
【答案】(1)0.5T(2)0.75C;
【解析】(1)由
图像可知,当线框全部进入磁场后,
线框的加速度: ![]()
0时刻线框所受的安培力:
,且: ![]()
由牛顿第二定律:
解得:
;
(2)线框进入磁场过程通过截面电量:
由法拉第电磁感应定律得: ![]()
由闭合电路欧姆定律得:
解得:电量: ![]()
由匀变速直线运动得:
代入上式,解得: ![]()
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