◎ 题目

如图所示，一质量m＝0.10kg、电阻R＝0.10Ω的矩形金属框abcd由静止开始释放，竖直向下进入匀强磁场。已知磁场方向垂直纸面向内，磁感应强度B＝0.50T，金属框宽L＝0.20m，开始释放时ab边与磁场的上边界重合。经过时间t1，金属框下降了h1＝0.50m，金属框中产生了Q1＝0.45J的热量，取g＝10m/s2。 （1）求经过时间t1时金属框速度v1的大小以及感应电流的大小和方向； （2）经过时间t1后，在金属框上施加一个竖直方向的拉力，使它作匀变速直线运动，再经过时间t2＝0.1s，又向下运动了h2＝0.12m，求金属框加速度的大小以及此时拉力的大小和方向（此过程中cd边始终在磁场外）。 （3）t2时间后该力变为恒定拉力，又经过时间t3金属框速度减小到零后不再运动。求该拉力的大小以及t3时间内金属框中产生的焦耳热（此过程中cd边始终在磁场外）。 （4）在所给坐标中定性画出金属框所受安培力F随时间t变化的关系图线。

◎ 答案

解：（1）由功能关系 得 ，逆时针方向 （2） t2=0.1s时，金属框的速度v2=v1+at2=（1+4.0×0.1）m/s＝1.4m/s 此时金属框的电流 由牛顿第二定律F2+mg-BIL=ma   F2=ma+BIL-mg=-0.46N，方向向上 （3）金属框做加速度运动最后静止，所加恒定的外力等于重力F=mg=1N 金属框只在安培力作用下做减速运动，动能全部转化为焦耳热 （4）

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，一质量m＝0.10kg、电阻R＝0.10Ω的矩形金属框abcd由静止开始释放，竖直向下进入匀强磁场。已知磁场方向垂直纸面向内，磁感应强度B＝0.50T，金属框宽L＝0.20m，开始…”主要考查了你对  【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。