Question

7．如圖，在光滑水平桌面上有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的正方形導(dǎo)線框；在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d（d＞L）的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行，磁場(chǎng)方向豎直向下．導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)．t=0時(shí)導(dǎo)線框的右邊恰與磁場(chǎng)的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框進(jìn)入并通過磁場(chǎng)區(qū)域．下列v-t圖象中，可能正確描述上述過程的是（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 線圈以一定的初速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，由于切割磁感線，所以出現(xiàn)感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生安培阻力，導(dǎo)致線圈做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)完全進(jìn)入后，沒有磁通量變化，所以沒有感應(yīng)電流，不受到安培力，因此做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)出現(xiàn)磁場(chǎng)時(shí)，磁通量又發(fā)生變化，速度與進(jìn)入磁場(chǎng)相似．

解答 解：線圈以一定初速度進(jìn)入磁場(chǎng)，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=BLv 
閉合電路歐姆定律，則感應(yīng)電流為：$I=\frac{E}{R}$ 
安培力為：$F=BIL=\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$  
由牛頓第二定律為：F=ma 
則有：$a=\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{Rm}$
由于v 減小，所以a也減小，當(dāng)完全進(jìn)入磁場(chǎng)后，不受到安培力，所以做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)出磁場(chǎng)時(shí)，速度與時(shí)間的關(guān)系與進(jìn)入磁場(chǎng)相似．
而速度與時(shí)間的斜率表示加速度的大小，因此D正確，ABC錯(cuò)誤；
故選：D

點(diǎn)評(píng) 屬于力與電綜合題，并強(qiáng)調(diào)速度與時(shí)間的斜率表示加速度的大小，而由牛頓第二定律來確定加速度如何變化．