Question

如图甲所示，空间存在一宽度为2L有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。在光滑绝缘水平面内有一边长为L的

如图甲所示，空间存在一宽度为2L有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。在光滑绝缘水平面内有一边长为L的正方形金属线框，其质量m=1kg、电阻R=4Ω，在水平向左的外力F作用下，以初速度v 0 =4m/s匀减速进入磁场，线框平面与磁场垂直，外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示。以线框右边刚进入磁场时开始计时，求： （1）匀强磁场的磁感应强度B；（2）线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量q；（3）判断线框能否从右侧离开磁场？说明理由。

Answer 1

（1）0.33T（2）0.75C (3)不能

试题分析： （1）由F-t图像可知，1s后线圈全部进入磁场，线圈只受外力作用，可求其线框加速度 线框的边长 =3m t=0时刻线框中的感应电流 线框受的安培力 F 安 =BIL 由牛顿第二定律  F 1 +F 安 =ma 又F 1 =1N,联立得B=1/3T=0.33T (2)线框进入磁场的过程中，平均感生电动势 平均电流 通过线框的电荷量为 =0.75C (3)设匀减速运动速度减为零时的位移为x 由运动学公式得 带入数值得 x=4m＜2L 所以线框不能从右侧离开磁场。