题目内容

如图所示,边长L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框,放在磁感应强度B=0.80T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合。在水平力作用下由静止开始向左运动,在5.0s内从磁场中拉出。测得金属线框中的电流随时间变化的图象如下图所示。已知金属线框的总电阻R=4.0Ω。

⑴试判断金属线框被拉出的过程中,线框中的感应电流方向(在图中标出);并写出0~5s时间内金属框的速度随时间变化的表达式;

⑵求t=2.0s时金属线框的速度大小和水平外力的大小;21世纪教育网

⑶已知在5.0s内力F做功1.92J,那么金属线框从磁场拉出的过程中,线框中产生的焦耳热是多少?

(1)感应电流沿逆时针方向。

(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,

⑶线框做匀加速直线运动,加速度

t=2.0s,时感应电流

安培力

线框在外力F和安培力FA作用下做加速运动,

得力F=0.50N 

⑷金属线框从磁场拉出的过程中,拉力做功转化成线框的动能和线框中产生的焦耳热。

t=5s时,线框从磁场中拉出时的速度

线框中产生的焦耳热

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