【題目】如圖甲所示,一邊長L1m、質(zhì)量m5 kg的正方形金屬線框,放在光滑絕緣的水平面上,整個裝置放在方向豎直向上、磁感應強度B10T的勻強磁場中,它的一邊與磁場的邊界MN重合,在水平力F作用下由靜止開始向左運動,經(jīng)過5 s線框被拉出磁場,測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如圖乙所示.在金屬線框被拉出的過程中

(1)求通過線框截面的電荷量及線框的電阻;

(2)試判斷線框做什么運動并速度v隨時間t變化的表達式;

(3)寫出水平力F隨時間變化的表達式;

(4)已知在這5 s內(nèi)力F做功1.4 J,那么在此過程中,線框產(chǎn)生的焦耳熱是多少?

【答案】(1) 8 Ω. (2) F(t0.4)N. (3)1J

【解析】(1)根據(jù)qΔt,由It圖象得:q1.25 C

又根據(jù) R8 Ω.

(2)由電流圖象可知,感應電流隨時間變化的規(guī)律:I0.1 t(A)

由感應電流,可得金屬線框的速度隨時間也是線性變化的,v0.08t(m/s)

線框做勻加速直線運動,加速度a0.08 m/s2

線框在外力F和安培力FA作用下做勻加速直線運動,FFAma

所以水平力F隨時間變化的表達式為F(t0.4)N.

(3)t5 s時,線框從磁場中拉出時的速度

v5at0.4m/s

線框中產(chǎn)生的焦耳熱為QWmv521J.

練習冊系列答案
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