Question

如圖甲所示，光滑絕緣水平面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場以虛線MN為左邊界，MN的左側(cè)有一質(zhì)量m=0.1kg，bc邊長L₁=0.2m，電阻R=2Ω的矩形線圈abcd，t=0時(shí)，用一恒定拉力F拉線圈，使其由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間1 s，線圈的bc邊到達(dá)磁場邊界MN，此時(shí)立即將拉力F改為變力，又經(jīng)過1s，線圈恰好完全進(jìn)入磁場．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示．

（1）求線圈bc邊剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度v₁和線圈在第ls內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離x；
（2）寫出第2s內(nèi)變力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系式；
（3）求出線圈ab邊的長度L₂.

Answer 1

(1)     (2)（3）

試題分析：：（1）由圖乙可知，線圈剛進(jìn)入磁場時(shí)的感應(yīng)電流
由及①得②      ③
（2）由圖乙知，在第2s時(shí)間內(nèi)，線圈中的電流隨時(shí)間均勻增加，線圈速度隨時(shí)間均勻增加，線圈所受安培力隨時(shí)間均勻增加，且大小④
t=2s時(shí)線圈的速度⑤
線圈在第2s時(shí)間內(nèi)的加速度⑥
由牛頓定律得⑦
（3）在第2s時(shí)間內(nèi)，線圈的平均速度⑧
 ⑨。