◎ 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？

◎ 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安= B2L2v R =0.4N，         根据牛顿第二定律，得F-F安=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。