Question

如圖甲所示，一正方形單匝線框abcd放在光滑絕緣水平面上，線框邊長為L、質量為m、電阻為R，該處空間存在一方向垂直紙面向里的勻強磁場，其右邊界MN平行于ab，磁感應強度B隨時間t變化的規律如圖乙所示，已知

t

0

時刻B=

B

0

．問：
（1）若線框保持靜止，則在時間

t

0

內產生的焦耳熱為多少？
（2）若線框從零時刻起，在一水平拉力作用下由靜止開始做勻加速直線運動，加速度大小為a，經過時間

t

0

線框cd邊剛要離開邊界MN，則在此過程中拉力做的功為多少？（設線框中產生的感應電流大小為I）
王怡同學解法：由勻加速直線運動規律，經過時間

t

0

線框的位移為s=

1

2

a

t

20

；由牛頓第二定律：F-

B

0

IL=ma；所以W=Fs=

1

2

m

a

2

t

20

+

1

2

B

0

ILa

t

20

．你認為王怡同學的解法是否正確，若不正確，請你寫出正確的解法．

Answer 1

（1）線框中產生的感應電動勢 E=

△φ

△t

=

L2B0

t0

，
感應電流為 I=

E

R

=

L2B0

Rt0

．
故在時間

t

0

內產生的焦耳熱為Q=I²Rt₀=

L4 B 20

Rt0

（2）王怡同學解法不正確．
正確解法：由勻速直線運動規律，經過時間t₀線框的位移 s=

1

2

a

t

20

線框處在勻強磁場中所受的安培力的合力為零，則根據牛頓第二定律得；F=ma，
所以W=Fs=

1

2

ma2

t

20

答：
（1）若線框保持靜止，則在時間

t

0

內產生的焦耳熱為

L4 B 20

Rt0

．
（2）王怡同學的解法不正確，正確解法見上．