- 试题详情及答案解析
- （16分）如图甲所示，光滑绝缘水平面上，磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界，MN的左侧有一质量m=0.1kg，bc边长L1=0.2m，电阻R=2Ω的矩形线圈abcd。t=0时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过时间1 s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1s，线圈恰好完全进入磁场。整个运动过程中，线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示．求：
（1）求线圈bc边刚进入磁场时的速度v1；
（2）写出第2 s内变力F随时间t变化的关系式;
（3）若从开始运动到线圈完全进入磁场，线圈中产生的热量为0.0875J，求此过程拉力所做的功。- 答案：（1）0.5m/s （2）F=F安+ma2="(0.08t+0.06)" N.（3）
- 试题分析：（1）由图乙可知，线圈刚进入磁场时的感应电流I1=0.1A，
由
及
得
(2)由图乙知,在第2s时间内,线圈中的电流随时间均匀增加,线圈中的速度随时间均匀增加,线圈所受安培力随时间均匀增加,且大小F安=BIL1="(0.08t-0.04)" N
t="2" s时线圈的速度v2=
="1.5" m/s
线圈在第2 s时间内的加速度a2=
="1" m/s2
由牛顿定律得F=F安+ma2="(0.08t+0.06)" N.
（3）ad边进入磁场前瞬间感应电流 I2=0.3A，
时线圈的速度
由能量守恒可知
考点：法拉第电磁感应定律、牛顿第二定律、能量转化与守恒定律