Question

如圖甲所示，在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量為1kg的單匝均勻正方形銅線框，在1位置以速度v₀=3m/s進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)t=0，此時(shí)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1V，在t=3s時(shí)刻線框到達(dá)2位置開(kāi)始離開(kāi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)．此過(guò)程中v-t圖象如圖乙所示，那么（　　）

• A、t=0時(shí)線框右側(cè)的邊兩端M、N間電壓為0.25V
• B、恒力F的大小為1.0N
• C、線框完全離開(kāi)磁場(chǎng)的位置3的瞬時(shí)速度為2m/s
• D、線框完全離開(kāi)磁場(chǎng)的位置3的瞬時(shí)速度為1m/s

Answer 1

分析：圖乙為速度-時(shí)間圖象，斜率表示加速度，t=0時(shí)，線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為外電壓．在t=1-3s內(nèi)，線框做勻加速運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有感應(yīng)電流，線框不受安培力，由牛頓第二定律可求出恒力F．因?yàn)閠=0時(shí)刻和t=3s時(shí)刻線框的速度相等，進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中受力情況相同，故在位置3時(shí)的速度與t=2s時(shí)刻的速度相等．

解答：解：A．t=0時(shí)，線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為外電壓，總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=1V，外電壓U_外=

3

4

E=0.75V，故A錯(cuò)誤；
B、由圖乙所示可知，在1-3s內(nèi)，線框做勻加速運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有感應(yīng)電流，線框不受安培力，則有  F=ma，由速度-時(shí)間圖象的斜率表示加速度，加速度a=

△v

△t

=

3-2

3-1

=0.5m/s²，由牛頓第二定律得：F=ma=1×0.5=0.5N，故B錯(cuò)誤．
C、由乙所示圖象可知，在t=3s時(shí)刻線框到達(dá)2位置開(kāi)始離開(kāi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)與線框進(jìn)入時(shí)速度相同，則線框出磁場(chǎng)與進(jìn)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)情況完全相同，則知線框完全離開(kāi)磁場(chǎng)的瞬間位置3速度與t=2s時(shí)刻的速度相等，即為2m/s，故C正確，D錯(cuò)誤．
故選：C．

點(diǎn)評(píng)：本題要抓住速度-時(shí)間圖象的斜率表示加速度．根據(jù)加速度的變化判斷物體的受力情況．還注意分析線框出磁場(chǎng)與進(jìn)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)情況的關(guān)系，就能正確解答．