如图甲所示，一边长为l的正方形金属线框位于光滑水平面上，线框的右边紧贴着竖直向下的有界匀强磁场区域的边界，磁场磁感应强度为B．从t=0时刻开始，线框在一水平向右的拉力F

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 电磁感应现象中的切割类问题/2023-04-19 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图甲所示，一边长为l的正方形金属线框位于光滑水平面上，线框的右边紧贴着竖直向下的有界匀强磁场区域的边界，磁场磁感应强度为B．从t=0时刻开始，线框在一水平向右的拉力F作用下从静止开始做匀加速直线运动，在t0时刻穿出磁场．图乙为拉力F随时间变化的图象，图象中的F0、t0均为已知量．则t=
1
2
t0时刻线框中电流I=______；t=
4
5
t0时刻线框的发热功率P热=______．
魔方格

◎ 答案

由图象可得：t=
1
2
t0时外力 F1=2F0
 根据牛顿第二定律得，F0=2F0-F安=ma  ①，又F安=BIl  ②
 ③④联立得：I=
F0
Bl

由图象可得t=
4
5
t0时外力F2=
13
5
F0
根据牛顿第二定律得，F0=
13
5
F0-F安′=ma
解得：F安′=
8
5
F0       ③
由x=
1
2
at2得；线框加速度为：a=
2l
t02

所以t=
4
5
t0时线框速度为v=at=
2l
t02
4
5
t0=
8l
5t0

由P=Fv得：线框的发热功率为：P热=F安′v=
8
5
F0×
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水平 时刻 磁场 拉力 边长
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