如图a所示,在光滑水平面上用恒力F拉质量为m的单匝均匀正方形铜线框,边长为a,总电阻为R,在位置1以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场,并开始计时t=0,若磁场的宽

发布时间:2020-08-11 03:38:48

如图a所示,在光滑水平面上用恒力F拉质量为m的单匝均匀正方形铜线框,边长为a,总电阻为R,在位置1以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场,并开始计时t=0,若磁场的宽度为b(b>3a),在3t0时刻线框到达位置2速度又变为v0,并开始离开匀强磁场,此前的过程中v-t图象如图b所示,则A.t=0时,线框右侧边MN的两端电压为Bav0B.线框进入磁场过程中安培力大于拉力F,但逐渐减小C.线框在完全离开磁场前,先减速,后加速,最后又减速,一直有感应电流产生D.线框从位置l进入磁场到刚完全离开磁场到达位置3的过程中,外力做的功等于线框中产生的电热,大小为F(a+b)

网友回答

B
解析分析:(1)图b为速度--时间图象,斜率表示加速度,根据图象可知在0~t0时间内速度在减小,加速度也在减小,对应甲图中的进入磁场的过程,在t0~3t0时间内做匀加速直线运动,对应甲图中的完全在磁场中运动过程.
(2)当通过闭合回路的磁通量发生变化时,闭合回路中产生感应电流,所以只有在进入和离开磁场的过程中才有感应电流产生,根据安培定则可知,在此过程中才受到安培力.
(3)从1位置到2位置的过程中,外力做的功可以根据动能定理去求解.t因为t=0时刻和t=3t0时刻线框的速度相等,进入磁场和穿出磁场的过程中受力情况相同,故在位置3时的速度与t0时刻的速度相等,进入磁场克服安培力做的功和离开磁场克服安培力做的功一样多.

解答:A.t=0时,线框右侧边MN的两端电压为外电压,总的感应电动势为:E=Bav0,外电压U外=E=Bav0,故A错误;
??? B.根据图象可知在0~t0时间内速度在减小,加速度也在减小,可知线框进入磁场时做加速度越来越小的减速运动,所以加速度方向与初速度方向相反,故安培力大于F并且越来越小,故B正确;
?? ?C.当通过闭合回路的磁通量发生变化时,闭合回路中产生感应电流,所以只有在进入和离开磁场的过程中才有感应电流产生,不是一直有感应电流,故C错误.
?? ?D.因为t=0时刻和t=3t0时刻线框的速度相等,进入磁场和穿出磁场的过程中受力情况相同,故在位置3时的速度与t0时刻的速度相等,进入磁场克服安培力做的功和离开磁场克服安培力做的功一样多.线框在位置1和位置3时的速度相等,根据动能定理,外力做的功等于克服安培力做的功,即有Fb=Q,所以线框穿过磁场的整个过程中,产生的电热为2Fb,故D错误.
故选B.

点评:该图象为速度--时间图象,斜率表示加速度.根据加速度的变化判断物体的受力情况.要注意当通过闭合回路的磁通量发生变化时,闭合回路中产生感应电流,所以只有在进入和离开磁场的过程中才有感应电流产生.该题难度较大.
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