如圖*所示,一邊長L=2.5m、質量m=0.5kg的正方形金屬線框,放在光滑絕緣的水平面上,整個裝置放在方向...
問題詳情:
如圖*所示,一邊長L=2.5m、質量m=0.5kg的正方形金屬線框,放在光滑絕緣的水平面上,整個裝置放在方向豎直向上、磁感應強度B=0.8T的勻強磁場中,它的一邊與磁場的邊界MN重合。在水平力F作用下由靜止開始向左運動,經過5s線框被拉出磁場。測得金屬線框中的電流隨時間變化的影象如乙圖所示,在金屬線框被拉出的過程中。
⑴求通過線框導線截面的電量及線框的電阻;
⑵寫出水平力F隨時間變化的表示式;
⑶已知在這5s內力F做功1.92J,那麼在此過程中,線框產生的焦耳熱是多少?
【回答】
解:⑴根據q =t,由I-t圖象得:q =1.25C (3分)
又根據== (3分)
得R = 4Ω (1分)
⑵ 由電流影象可知,感應電流隨時間變化的規律:I=0.1t (2分)
由感應電流,可得金屬框的速度隨時間也是線*變化的,
(3分)
線框做勻加速直線運動,加速度a = 0.2m/s2 (1分)
線框在外力F和安培力FA作用下做勻加速直線運動,(1分)
得力F=(0.2 t+0.1)N (2分)
⑶ t=5s時,線框從磁場中拉出時的速度v5 = at =1m/s (2分)
線框中產生的焦耳熱J (2分)
知識點:專題八 電磁感應
題型:綜合題
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