如图*所示,一边长L=2.5m、质量m=0.5kg的正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,整个装置放在方向...
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如图*所示,一边长L=2.5m、质量m=0.5kg的正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合。在水平力F作用下由静止开始向左运动,经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如乙图所示,在金属线框被拉出的过程中。
⑴求通过线框导线截面的电量及线框的电阻;
⑵写出水平力F随时间变化的表达式;
⑶已知在这5s内力F做功1.92J,那么在此过程中,线框产生的焦耳热是多少?
【回答】
解:⑴根据q =t,由I-t图象得:q =1.25C (3分)
又根据== (3分)
得R = 4Ω (1分)
⑵ 由电流图像可知,感应电流随时间变化的规律:I=0.1t (2分)
由感应电流,可得金属框的速度随时间也是线*变化的,
(3分)
线框做匀加速直线运动,加速度a = 0.2m/s2 (1分)
线框在外力F和安培力FA作用下做匀加速直线运动,(1分)
得力F=(0.2 t+0.1)N (2分)
⑶ t=5s时,线框从磁场中拉出时的速度v5 = at =1m/s (2分)
线框中产生的焦耳热J (2分)
知识点:专题八 电磁感应
题型:综合题
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