Question

一边长L=2.5m,质量m=0.5Kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，

一边长L=2.5m,质量m=0.5Kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，
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一边长L=2.5m,质量m=0.5Kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,磁场与线框垂直并向里，它的一边与磁场边界重合,在水平力F作用下由静止开始向左运动,经过5S线框被拉出磁场,测得金属线框中的电流随时间变化的图像如乙图所示,在金属线框被拉出的过程中
(1)求通过线框导线界面的电量及线框的电阻
(2)写出水平力F随时间变化的表达式
(3)已知在这5S内力F做功1.92J,那么在此过程中,线框产生的焦耳热是多少
图乙是I-t图像,斜率为0.1，

Answer 1

(1)根据q＝t，由I－t图象得：q＝1.25 C
又根据，得R＝4 Ω
(2)由电流图象可知，感应电流随时间变化的规律：I＝0.1t
由感应电流I＝，可得金属框的速度随时间也是线性变化的，v＝＝0.2t
线框做匀加速直线运动，加速度a＝0.2 m/s2
线框在外力F和安培力FA作用下做匀加速直线运动，F－FA＝ma
得力F＝(0.2t＋0.1)N
(3)t＝5 s时，线框从磁场中拉出时的速度v5＝at＝1 m/s
线框中产生的焦耳热Q＝W－mv52＝1.67 J