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(附加题)如图甲所示,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
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 零零社区
◎ 题目
(附加题)如图甲所示,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象如乙图所示,在金属线框被拉出的过程中.
(1)求通过线框导线截面的电量及线框的电阻;
(2)写出水平力F随时间变化的表达式;
(3)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?
◎ 答案
(1)根据q=
.
I
t
,由I-t图象得,q=1.25C
又根据
.
I
=
.
E
R
=
△φ
tR
=
B
L
2
Rt
得R=4Ω.
(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
I=
BLv
R
,可得金属框的速度随时间也是线性变化的,
v=
RI
BL
=0.2t
线框做匀加速直线运动,加速度a=0.2m/s
2
.
线框在外力F和安培力F
A
作用下做匀加速直线运动,F-F
A
=ma
得F=(0.2t+0.1)N
(3)t=5s时,线框从磁场中拉出时的速度v
5
=at=1m/s
由能量守恒得:
W=Q+
1
2
m
v
5
2
线框中产生的焦耳热
Q=W-
1
2
m
v
5
2
=1.67J
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“(附加题)如图甲所示,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…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】,【磁场对通电导线的作用:安培力、左手定则】,【法拉第电磁感应定律】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/336447.html
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