Question

如圖甲所示，空間存在一有界勻強磁場，磁場的左邊界如虛線所示，虛線右側(cè)范圍足夠大，磁場方向豎直向下．在光滑絕緣水平面內(nèi)有一長方形金屬線框， ab邊長為L=0.2m．線框質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=0.1Ω，在水平向右的外力F作用下，以初速度v0=1m/s一直做勻加速直線運動，外力F大小隨時間t變化的圖線如圖乙所示．以線框右邊剛進(jìn)入磁場時開始計時，求：

（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B；

（2）線框進(jìn)入磁場的過程中，通過線框的電荷量q；

（3）若線框進(jìn)入磁場過程中F做功為WF=0.27J，求在此過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱Q．

Answer 1

（1）0.5T；（2）0.75C；（3）0.12J；

【解析】

試題分析：（1）由圖像分析可知：

當(dāng)時刻，力 （1分）

此時電流 （1分）

當(dāng)時刻，力 （1分）

此時電流 （1分）

當(dāng)后，力 （1分）

聯(lián)立方程并求解得： （2分）

（1分）

（2）根據(jù)題意： （1分）

平均電流 （1分）

平均電動勢 （1分）

磁通量的變化量 （1分）

面積變化量 （1分）

代入數(shù)據(jù)并整理得： （1分）

（3）根據(jù)功能關(guān)系得：

(2分)

動能增量 （1分）

整理得： （2分）

考點：牛頓第二定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、功能關(guān)系