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如图(甲)所示,边长为L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形绝缘金属线框,平...

如图(甲)所示,边长为L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形绝缘金属线框,平放在光滑的水平桌面上,磁感应强度B=0.80T的匀强磁场方向竖直向上,金属线框的一边ab与磁场的边界MN重合.在力F作用下金属线框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图(乙)所示.已知金属线框的总电阻为R=4.0Ω.
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(1)试判断金属线框从磁场中拉出的过程中,线框中的感应电流方向?
(2)t=2.0s时,金属线框的速度?
(3)已知在5.0s内力F做功1.92J,那么,金属框从磁场拉出过程线框中产生的焦耳热是多少?
(1)根据楞次定律,确定感应电流的方向; (2)根据法拉第电磁感应定律,求出感应电动势;再由闭合电路欧姆定律,从而即可求解; (3)由线圈产生焦耳热,结合法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律,从而即可求解. 【解析】 (1)由楞次定律(或右手定则),线框中感应电流的方向为逆时针(或abcda) (2)t=2.0s时,I=0.2A                  设t=2.0s时的速度为v,据题意有:BLv=IR  解得m/s                     v=0.4m/s (3)t=5.0s时电流0.5A                 设t=5.0s时的速度为v′,整个过程中线框中产生的焦耳热为Q, 则有:BLv′=I′R…v′=1m/s                由上述两式 解得:J=1.67J   答:(1)则判断金属线框从磁场中拉出的过程中,线框中的感应电流方向逆时针(或abcda); (2)t=2.0s时,金属线框的速度0.4m/s; (3)已知在5.0s内力F做功1.92J,那么,金属框从磁场拉出过程线框中产生的焦耳热是1.67J.
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考点分析:
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(B)水平方向的分运动是匀加速直线运动
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(D)竖直方向的分运动是匀速直线运动
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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