问题
问答题
如图1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2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．
（2）t=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
（1）由右手定则判断出感应电流方向为逆时针．如图：
（2）由电流图象得到I=0.1t A，
又：I=
=E R
，Blv R
则：v=
=0.2t m/s IR Bl
当t=2s时，v=0.4m/s，加速度：a=0.2m/s2
此时安培力：F安=BIl=0.4N，
根据牛顿第二定律，得：F-F安=ma，
代入解得：F=0.5N
（3）t=5s时，v=1m/s
则由能量守恒定律得Q=W-
mv2=1.67J1 2
答：（1）感应电流方向为逆时针．
（2）t=2.0s时金属线框的速度大小为0.4m/s，水平外力的大小为0.5N．
（3）金属线框从磁场拉出的过程中产生的焦耳热为1.67J．