Question

【題目】如圖所示，在光滑、絕緣的水平面上，虛線MN的右側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN的左側(cè)有一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg、bc邊的長(zhǎng)度、總電阻R=2Ω的矩形線圈abcd.t=0時(shí)，用恒定拉力F拉線圈，使其由靜止開(kāi)始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)1s，線圈的bc邊到達(dá)磁場(chǎng)邊界MN，此時(shí)立即將拉力F改為變力，又經(jīng)過(guò)1s，線圈恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng).整個(gè)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，線圈中的感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示.求：

（1）線圈bc邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度和線圈在第1s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離x

（2）線圈ab邊的長(zhǎng)度

（3）線圈ad邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)拉力的功率.

Answer 1

【答案】(1) （2）1m（3）0.33W

【解析】

（1）線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流，由圖乙可知，電流隨時(shí)間均勻增大，故線圈在磁場(chǎng)中做勻加速運(yùn)動(dòng)，時(shí)，線圈的bc邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)，感應(yīng)電流

由圖中可讀出

聯(lián)立解得

故線圈在第1s內(nèi)的位移.

（2）時(shí)，感應(yīng)電流

解得線圈的速度；

故線圈ab邊的長(zhǎng)度.

（3）線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度

線圈ad邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有

解得拉力F=0.22N

故拉力的功率