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电磁感应现象中的磁变类问题
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在光滑绝缘水平面上，一个电阻为0.1Ω、质量为0.05kg的矩形金属框abcd以10m/s的初速度滑进一匀强磁场，ab边长0.1m，如图所示为俯视图．匀强磁场的磁感应强度B为0.5T，方向
网友投稿 2023-04-19 00:00:00 互联网
◎ 题目
在光滑绝缘水平面上，一个电阻为0.1Ω、质量为0.05kg的矩形金属框abcd以10m/s的初速度滑进一匀强磁场，ab边长0.1m，如图所示为俯视图．匀强磁场的磁感应强度B为0.5T，方向竖直向下，范围足够大．当金属框有一部分滑进磁场，产生了1.6J的热量时，对金属框施加一垂直于ab边的水平外力，使它开始做匀减速运动（计为t=0时刻），第3s末使金属框的速度变为零，此时cd边仍在磁场外．则t=1s时，水平外力F的大小是______N，t=2s时水平外力的方向是______．
◎ 答案
设金属框产生1.6J热量时的速度大小为v
1
，根据能量守恒定律得：
Q=
1
2
m
v
20
-
1
2
m
v
21
其中 m=0.05kg，v
0
=10m/s，Q=1.6J代入解得，v
1
=6m/s
设匀减速运动的加速度大小为a，由v
1
-at=0得
a=
v
1
t
=
6
3
=2m/s
2
则t=1s时速度为v
2
=v
1
-at=6-2×1=4m/s
设此时外力F的大小为F，方向水平向右，则有
B
2
L
2
v
2
R
-F=ma
解得，F=0
t=2s时速度为v
3
=v
1
-at=6-2×2=2m/s
设此时外力F的大小为F′，方向水平向右，则有
B
2
L
2
v
3
R
-F′=ma
解得，F′=-0.05N，说明外力F方向水平向左．
故答案为：0，水平向左
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“在光滑绝缘水平面上，一个电阻为0.1Ω、质量为0.05kg的矩形金属框abcd以10m/s的初速度滑进一匀强磁场，ab边长0.1m，如图所示为俯视图．匀强磁场的磁感应强度B为0.5T，方向…”主要考查了你对 【闭合电路欧姆定律】，【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】，【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。
http://www.00-edu.com/html/202304/452108.html
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