题目内容

如图甲所示,空间存在一宽度为2L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=4Ω,在水平向左的外力F作用下,以初速度v0=4m/s匀减速进入磁场,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。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;

(3)判断线框能否从右侧离开磁场?说明理由。

 

【答案】

(1)B=T=0.33T (2)q=0.75C  (3)不能

【解析】

试题分析: (1)由F-t图象可知,线框加速度 =2m/s2

线框的边长

t=0时刻线框中的感应电流 

线框所受的安培力  F安=BIl

由牛顿第二定律

又F1=1N   联立得  B=T

(2)线框进入磁场的过程中,平均感应电动势

平均电流      

通过线框的电荷量 

(3)设匀减速运动速度减为零的过程中线框通过的位移为x,

由运动学公式得  

代入数值得  x=4m<2L

所以线框不能从右侧离开磁场。

考点:安培力、电磁感应现象

点评:本题考查了切割磁感线产生的感应电动势,并通过匀变速直线运动公式计算物体的位移的方法,综合程度较高。

 

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