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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匀加速运动,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7所示。已知金属线框的总电阻R=4.0Ω

1)试判断金属线框从磁场中向左拉出的过程中,线框中的感应电流方向,并在图中标出。

2t=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?

 


答案

 (18)1)感应电流沿逆时针方向

2)由电流图象可知,感应电流随时间变化的规律:

    由感应电流 

可得金属框的速度随时间也是线性变化的,,线框做匀加速直线运动。

加速度    时感应电流          

    安培力             

    线框在外力F和安培力FA作用下做加速运动,

    得力                                       

    3)金属线框从磁场拉出的过程中,拉力做功转化成线框的动能和线框中产生的焦耳热。

    时,线框从磁场中拉出时的速度        

    线框中产生的焦耳热             

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