如图1所示,边长L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框,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.在力F作用下由静止开始向左匀加速运动,在5.0

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图1所示,边长L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框,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.在力F作用下由静止开始向左匀加速运动,在5.0s内从磁场中拉出.测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图2所示.已知金属线框的总电阻R=4.0Ω.

魔方格

(1)试判断金属线框从磁场中向左拉出的过程中,线框中的感应电流方向,并在图中标出.
(2)t=2.0s时金属线框的速度和力F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,线框中产生的焦耳热是多少?

◎ 答案

(1)由右手定则判断出感应电流方向为逆时针.如图:

魔方格
(2)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 
当t=2s时,v=0.4m/s,加速度:a=0.2m/s2
此时安培力:F=BIl=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)感应电流方向为逆时针.
    (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1所示,边长L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框,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.在力F作用下由静止开始向左匀加速运动,在5.0…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】,【楞次定律】,【导体切割磁感线时的感应电动势】  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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