如图甲所示，水平边界线MN、PQ之间有一匀强磁场，磁场方向垂直纸

问题问答题

如图甲所示，水平边界线MN、PQ之间有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．abcd为一正方形单匝导线框，ab边紧靠下边界PQ，线框的质量m=0.2kg，边长L=1.0m，总阻R=2.0Ω．图乙是线框在竖直向上的拉力F作用下由静止开始向上运动的v-t图象．已知线框在运动过程中始终在竖直平面内，且不发生转动，t₁=0.5s，拉力大小F₁=10.4N；线框穿过磁场所用的时间t=4.8s；g取10m/s²．

（1）求匀强磁场的磁感应强度大小．

（2）在图丙中画出与v-t图相对应的F-t图象（不要求写出解答过程）．

答案

（1）由v-t图象可知，磁场宽度

△t1+v₁△t₂+

v1+v2

△t3-L=

×1+2×3+

2+0.5

×0.8-1m=7m＞L，①

0-1.0s内线框运动的距离 h1=

△t1=1m=L，

故0.5s末，线框的ab边在磁场中，而cd边仍在磁场外 ②

此时速度v₀=1.0m/s，拉力F=10.4N，

加速度 a1=

△t1

=2m/s2 ③

感应电动势E=BLv₀，④

电流I=

⑤

根据牛顿第二定律得 F-BIL-mg=ma₁⑥

联立解得B=

(F-ma1-mg)R

L2v0

=4T ⑦

（2）与v-t图象相对应的F-t图象如图所示 ⑧

答：

（1）匀强磁场的磁感应强度大小是4T．

（2）与v-t图象相对应的F-t图象如图所示．