Question

如图所示，Ⅰ、Ⅱ区域是宽度均为L=0.5m的匀强磁场，磁感应强度大小B=1T，方向相反。一边长L=0.5m、质量m=0.1kg、电阻R=0.5Ω的正方形金属线框，在外力作用下，以初速度m/s匀速穿过磁场区域。

（1）取逆时针方向为正，作出i-t图像；

（2）求线框穿过磁场区域的过程中外力做的功；

（3）若不施加外力，确定线框最终停止的位置。

 

Answer 1

 （1）电流逆时针方向取正值；

时间间隔………………………………（1分）

顺时针方向取负值；

时间间隔………………………………（1分）

逆时针方向取正值；

时间间隔………………………………（1分）

电流随时间变化关系如图所示。………………………………………………………（2分）

（2）因为线框匀速运动，所以外力做的功等于电流做的功

      ………………………………………（3分）

（3）没有外力时，线框在安培力作用下做变减速运动

     线框通过Ⅰ的过程中：…………………………………………（1分）

    即        

          …………………………………（2分）

     线框进入Ⅱ的过程中：…………………………………………（1分）

     即       

        …………………………………（2分）

即线框进入磁场后运动 （离左边0.875m处停止运动）…（1分）

本题有其它解法，正确的可对照评分标准给分。