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=2的矩形线圈abcd。t=0时,用一恒定拉力F拉线-高三

题目简介

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=2的矩形线圈abcd。t=0时,用一恒定拉力F拉线-高三

题目详情

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=2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1s,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。
(1)求线圈bc边刚进入磁场时的速度vl和线圈在第1s内运动的距离x1;
(2)写出第2s内变力F随时间t变化的关系式;
(3)求出线圈ab边的长度L2。
题型:计算题难度:偏难来源:山东省模拟题

答案

解:(1)由图乙可知,线圈刚进入磁场时的感应电流I=0.1A,
由E= BL1v1及①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 ④
t=2s时线圈的速度
线圈在第2s时间内的加速度
由牛顿定律得F=F安+ma2=(0.08t+0.06) N⑦
(3)在第2s时间内,线圈的平均速度

⑨。

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