Question

 如图所示，边长L = 2.5m 、质量m = 0.50kg的正方形金属线框，放在磁感应强度B = 0.80T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。在力F作用下由静止开始向左运动，在5.0s内从磁场中拉出。测得金属线框中的电流随时间变化的图象如下图所示。已知金属线框的总电阻R = 4.0。

（1）试判断金属线框从磁场中拉出的过程中，线框中的感应电流的方向，并在图中标出。

（2）t = 2.0s时金属线框的速度和力F的大小。

（3）已知在5.0s内力F做功1.92J，那么金属线框从磁场拉出的过程中，线框中产生的焦耳热是多少？

Answer

 （1）逆时针  ……………1分

（2）t = 2.0s时由图可知I=0.2A

  所以E=IR=0.8V  ……………2分

 由E=BLV得V=E/BL=0.4m/s  ……………1分

 由图可知线框作匀加速运动，由V= a t得 a=0.2m/s2 ……………1分

安培力F安=IBL=0.4N  ……………1分 

由牛二定律得 F－F安=ma

  F=0.5N            ……………2分

（3）t=5.0s时线框速度V2=at=1m/s   ……………1分

由动能定理有=WF－Q   ……………1分

所以Q=1.67J     ……………1分