Question

如图甲所示，一边长 L ＝2.5 m、质量 m ＝0.5 kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置处

如图甲所示，一边长 L ＝2.5 m、质量 m ＝0.5 kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度 B ＝0.8 T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界 MN 重合．在水平力 F 作用下由静止开始向左运动，经过5 s线框被拉出磁场．测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图乙所示，在金属线框被拉出的过程中． (1)求通过线框导线截面的电荷量及线框的电阻；(2)写出水平力 F 随时间变化的表达式；(3)已知在这5 s内力 F 做功1.92 J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？

Answer 1

解：(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 ＝0.1 t 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 ＝ ＝0.2 t 线框做匀加速直线运动，加速度 a ＝0.2 m/s 2 线框在外力 F 和安培力 F A 作用下做匀加速直线运动， F － F A ＝ ma 得力 F ＝(0.2 t ＋0.1)N (3) t ＝5 s时，线框从磁场中拉出时的速度 v 5 ＝ at ＝1 m/s 线框中产生的焦耳热 Q ＝ W － mv 5 2 ＝1.67 J