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如图所示,边长L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框总电阻R=4.0Ω,放在磁感应强度B=0.80T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合.在水平力作用下由静止开始向左运动

网友投稿  2023-04-18 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,边长L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框总电阻R=4.0Ω,放在磁感应强度B=0.80T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合.在水平力作用下由静止开始向左运动,经5.0s从磁场中拉出.金属线框中电流I随时间t变化的图象如图所示.
(1)试判断金属线框被拉出的过程中,线框中的感应电流方向(在图中标出);并写出0~5s时间内金属框的速度随时间变化的表达式;
(2)求t=2.0s时金属线框的速度大小和水平外力的大小;
(3)已知在5.0s内力F做功1.92J,那么金属线框从磁场拉出的过程中产生的焦耳热是多少?
魔方格

◎ 答案

(1)由右手定则判断出感应电流方向为逆时针.
         由电流图象得到I=0.1t A,
         又I=
E
R
=
BLv
R
,则v=
IR
BL
=0.2t m/s 
    (2)当t=2s时,v=0.4m/s,加速度a=0.2m/s2
        此时安培力F=
B2L2v
R
=0.4N,
        根据牛顿第二定律,得F-F=ma,
       代入解得 F=0.5N    
    (3)t=5s时,v=1m/s
      则由能量守恒定律得Q=W-
1
2
mv2
=1.67J
答:(1)金属框的速度随时间变化的表达式为v=0.2tm/s.
    (2)t=2.0s时金属线框的速度大小为0.4m/s,水平外力的大小为0.5N.
    (3)金属线框从磁场拉出的过程中产生的焦耳热为1.67J.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,边长L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框总电阻R=4.0Ω,放在磁感应强度B=0.80T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合.在水平力作用下由静止开始向左运动…”主要考查了你对  【闭合电路欧姆定律】,【右手定则】,【导体切割磁感线时的感应电动势】,【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。



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