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法拉第电磁感应定律
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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 2023-04-18 00:00:00 互联网
◎ 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/202304/448316.html
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