题目内容

9.如图所示,空间存在一宽度为2L的有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,在光滑绝缘水平面内有一边长为L的正方形金属线框,其质量m=1kg,电阻R=3Ω,在水平向左的外力F作用下,以初速度v0=6m/s匀减速进入磁场,线框进入磁场后外力保持不变.线框平面与磁场垂直,外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示.从线框右边刚进入磁场时开始计时,则匀强字长的磁感应强度B的大小为1.5T.

分析 根据E=BLv和欧姆定律以及F安=BIL知安培力大小,根据牛顿运动定律知拉力大小规律,由图读出两组数据列方程即可求解B.

解答 解:根据E=BLv和I=$\frac{E}{R}$
知安培力为:F安=BIl=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$…①
又知v=v0-at…②
L=${v}_{0}t-\frac{1}{2}a{t}^{2}$…③
由牛顿第二定律知:a=$\frac{F+{F}_{安}}{m}$…④
联立①②③④代入数据,t=0时,v0=6m/s,F=2N得:
2=a-2B2(6-0.5a)2…⑤
代入t=1s,v=6-a,F=4N得:
4=a-$\frac{{B}^{2}(6-0.5a)^{2}(6-a)}{3}$…⑥
由⑤⑥解得:B=1.5T
故答案为:1.5

点评 此题考查F安=BIL和牛顿运动定律应用,注意根据图象知t=1s完全进入磁场.

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