如图所示，一质量为0.05kg、匝数为100匝的正方形导线框放在绝缘的水平桌面上，导线框与桌面的动摩擦因数为0.2。导线框的总电阻为1Ω，边长为20cm。导线框的左边通过一绝缘轻绳固定在墙壁上，轻绳恰好处于伸直状态没有张力。金属框中线左侧有垂直线框平面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2T。某时刻开始（t=0）磁感应强度以0.2T/s的变化率均匀增加。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。

1. 如图所示，一质量为0.05kg、匝数为100匝的正方形导线框放在绝缘的水平桌面上，导线框与桌面的动摩擦因数为0.2。导线框的总电阻为1Ω，边长为20cm。导线框的左边通过一绝缘轻绳固定在墙壁上，轻绳恰好处于伸直状态没有张力。金属框中线 $\text{[math]}$ 左侧有垂直线框平面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2T。某时刻开始（t=0）磁感应强度以0.2T/s的变化率均匀增加。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s²。

(1) 磁感应强度变化时，感应电流的方向是顺时针还是逆时针？

(2) 求0~5s内线框产生的焦耳热；

(3) 求9s末轻绳的张力大小。

【考点】

安培力; 楞次定律; 法拉第电磁感应定律;

【答案】

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计算题普通

1. 如图（a）所示，两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为R的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图（b）所示的匀强磁场，t=0时磁场方向垂直纸面向里。在t=0到t=2t₀的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端L处；t=2t₀时，释放金属棒。整个过程中金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，则（）

A. 在 $\text{[math]}$ 时，金属棒受到安培力的大小为 $\text{[math]}$ B. 在t=t₀时，金属棒中电流的大小为 $\text{[math]}$ C. 在 $\text{[math]}$ 时，金属棒受到安培力的方向竖直向上 D. 在t=3t₀时，金属棒中电流的方向向右

多选题普通

2. 如图所示，平面直角坐标系的第一和第二象限分别存在磁感应强度大小相等、方向相反且垂直于坐标平面的匀强磁场，图中虚线方格为等大正方形。一位于Oxy平面内的刚性导体框abcde在外力作用下以恒定速度沿y轴正方向运动（不发生转动）。从图示位置开始计时，4s末bc边刚好进入磁场。在此过程中，导体框内感应电流的大小为I， ab边所受安培力的大小为F_ab ，二者与时间t的关系图像，可能正确的是（）

多选题普通

3. 空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示：磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在t=0到t=t₁的时间间隔内（）

A. 圆环所受安培力的方向始终不变 B. 圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C. 圆环中的感应电流大小为 $\text{[math]}$ D. 圆环中的感应电动势大小为 $\text{[math]}$

多选题困难