如圖*所示，空間存在一寬度為2L的有界勻強磁場，磁場方向垂直紙面向裏．在光滑絕緣水平面內有一邊長為L的正方形金...

問題詳情：

如圖*所示，空間存在一寬度為2L的有界勻強磁場，磁場方向垂直紙面向裏．在光滑絕緣水平面內有一邊長為L的正方形金屬線框，其質量m＝1 kg、電阻R＝4 Ω，在水平向左的外力F作用下，以初速度v0＝4 m/s勻減速進入磁場，線框平面與磁場垂直，外力F大小隨時間t變化的圖線如圖乙所示．以線框右邊剛進入磁場時開始計時，求：

(1)勻強磁場的磁感應強度B；

(2)線框進入磁場的過程中，通過線框的電荷量q；

(3)判斷線框能否從右側離開磁場？説明理由．

【回答】

 (1)由F－t圖象可知，線框加速度a＝＝2 m/s2

線框的邊長L＝v0t－at2＝(4×1－×2×12) m＝3 m

t＝0時刻線框中的感應電流I＝

線框所受的安培力F安＝BIL

由牛頓第二定律F1＋F安＝ma

又F1＝1 N，聯立得B＝ T

(2)線框進入磁場的過程中，平均感應電動勢＝

平均電流＝

通過線框的電荷量q＝t

聯立得q＝0.75 C.

(3)設勻減速運動速度減為零的過程中線框通過的位移為x.

由運動學公式得0－v＝－2ax

代入數值得x＝4 m<2L

所以線框不能從右側離開磁場．

*：(1) T　(2)0.75 C　(3)不能

知識點：專題八 電磁感應

題型：綜合題