25.正方形导体框处于匀强磁场中,磁场方向垂直框平面,磁感应强度随时间均匀增加,变化率为k。导体框质量为m、边长为L,总电阻为R,在恒定外力 F作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为 $\_$;导体框中感应电流做功的功率为 0

参考答案
$F / m , P = \frac { { k ^ { ^ { 2 } } l } ^ { 4 } } { R }$
2012_上海卷
25.正方形导体框处于匀强磁场中,磁场方向垂直框平面,磁感应强度随时间均匀增加,变化率为k。导体框质量为m、边长为L,总电阻为R,在恒定外力 F作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为 $\_$;导体框中感应电流做功的功率为 0

$F / m , P = \frac { { k ^ { ^ { 2 } } l } ^ { 4 } } { R }$
【答案】 $F / m , P = \frac { { k ^ { ^ { 2 } } l } ^ { 4 } } { R }$
【解析】线框在磁场中运动时,各个边所受安培力的合力为零,因此线框所受的合外力就是F,根据牛顿第二定律得加速度: $a = F / m$,线框产生的感应电动势 $\bar { E } = \frac { \Delta B S } { \Delta t } = k \bar { L } ^ { 2 }$,回路的电流 $I = \frac { E } { R } = \frac { k I ^ { 2 } } { R }$,因此,感应电流做功的功率 $P = I ^ { 2 } R = \frac { k ^ { 2 } l ^ { 4 } } { R }$
【考点定位】本题考查法拉第电磁感应定律的综合应用及其相关知识
五、实验题(共 24 分)