Question

6．如圖（a）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進入勻強磁場時開始計時t=0，此時線框中感應(yīng)電動勢為1V，在t=3s時刻線框到達2位置開始離開勻強磁場．此過程中v-t圖象如圖（b）所示，那么（　　）

• A． t=0時，線框右側(cè)邊兩端MN間的電壓為0.25 V
• B． 恒力F的大小為0.5 N
• C． 線框完全離開磁場的瞬間位置3的速度大小為3 m/s
• D． 線框完全離開磁場的瞬間位置3的速度大小為1m/s

Answer 1

分析 圖b為速度-時間圖象，斜率表示加速度，t=0時，線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為外電壓．在t=1-3s內(nèi)，線框做勻加速運動，沒有感應(yīng)電流，線框不受安培力，由牛頓第二定律可求出恒力F．因為t=0時刻和t=3s時刻線框的速度相等，進入磁場和穿出磁場的過程中受力情況相同，故在位置3時的速度與t=2s時刻的速度相等．

解答 解：A．t=0時，線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為外電壓，總的感應(yīng)電動勢為：E=Bav₀，外電壓U_外=$\frac{3}{4}$E=0.75V．故A錯誤；
B．在t=1-3s內(nèi)，線框做勻加速運動，沒有感應(yīng)電流，線框不受安培力，則有  F=ma，由速度-時間圖象的斜率表示加速度，求得 a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{3-2}{3-1}m/{s}^{2}=0.5m/{s}^{2}$，則得F=0.5N．故B正確．
CD、由b圖象看出，在t=3s時刻線框到達2位置開始離開勻強磁場時與線框進入時速度相同，則線框出磁場與進磁場運動情況完全相同，則知線框完全離開磁場的瞬間位置3速度與t=2s時刻的速度相等，即為2m/s．故CD錯誤．
故選：B

點評 本題要抓住速度-時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與進磁場運動情況的關(guān)系，就能正確解答．