Question

如圖甲所示，光滑絕緣水平面上，磁感應強度B=2T的勻強磁場以虛線MN為左邊界，MN的左側有一質量m=0.1kg，bc邊長L₁=0.2m，電阻R=2Ω的矩形線圈abcd，t=0時，用一恒定拉力F拉線圈，使其由靜止開始向右做勻加速運動，經過時間1 s，線圈的bc邊到達磁場邊界MN，此時立即將拉力F改為變力，又經過1s，線圈恰好完全進入磁場．整個運動過程中，線圈中感應電流i隨時間t變化的圖象如圖乙所示．

（1）求線圈bc邊剛進入磁場時的速度v₁和線圈在第ls內運動的距離x；
（2）寫出第2s內變力F隨時間t變化的關系式；
（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，線圈剛進入磁場時的感應電流
由及①得②      ③
（2）由圖乙知，在第2s時間內，線圈中的電流隨時間均勻增加，線圈速度隨時間均勻增加，線圈所受安培力隨時間均勻增加，且大小④
t=2s時線圈的速度⑤
線圈在第2s時間內的加速度⑥
由牛頓定律得⑦
（3）在第2s時間內，線圈的平均速度⑧
 ⑨。