Question

如圖甲所示，邊長(zhǎng)l=2.5 m、質(zhì)量m=0.5 kg的正方形金屬線框放在光滑的水平面上，水平面上有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8 T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，它的一邊與磁場(chǎng)的邊界MN重合。在力F作用下由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，測(cè)得金屬框中的電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。已知金屬線框的總電阻R=4.0 Ω。

(1)試在圖甲上畫出金屬框從磁場(chǎng)中拉出的過(guò)程中，感應(yīng)電流的方向。

(2)求t=4.0 s時(shí)金屬線框的速度

(3)求t=4.0 s時(shí)力F的大小

Answer 1

解：(1)圖略，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針

(2)由圖像可知4 s時(shí)金屬線框的電流為i=0.4 A

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=iR=0.4×4=1.6 V 

由E=Blv得v=0.8 m／s 

(3)由歐姆定律得i=E／R=Blv／R

由圖像可知i=0.1t 

故v=0.1tR／Bl=0.2t 

金屬線框做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度a=0.2 m／s2 

根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律F-Bil=ma 

F=0.9 N