Question

如圖（a）所示，在光滑水平面上用恒力F拉質量1kg的單匝均勻正方形銅線框，在1位置以速度v₀=2m/s進入勻強磁場時開始計時t=0，此時線框中感應電動勢0.8V，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，那么恒力F的大小為

 

 N，線框完全離開磁場的瞬間位置3速度為

 

 m/s．

Answer 1

分析：由速度圖象看出，在t=1-3s內線框做勻加速運動，此過程，線框只受恒力F的作用，由斜率求出加速度，由牛頓第二定律求出恒力F的大小．根據圖線可知，線圈進入磁場和離開磁場時的初速度和受力情況都一樣，所以線框離開磁場時的速度和t=1s時刻的相同．

解答：解：由速度圖象知，1-3s時間內線框做勻加速直線運動，加速度大小為a=

△v

△t

=

2-1

2

m/s²=0.5m/s²，這段時間線框中沒有感應電流，線框所受合力為F，根據牛頓第二定律可知
  F=ma=0.5N．
根據圖線可知，線圈進入磁場和離開磁場時的初速度和受力情況都一樣，所以線框離開磁場時的速度和t=1s時刻的相同，由圖讀出線框完全離開磁場的瞬間位置3速度為1m/s．
故答案為：0.5；1

點評：該圖象為速度--時間圖象，斜率表示加速度．根據加速度的變化判斷物體的受力情況．要注意當通過閉合回路的磁通量發生變化時，閉合回路中產生感應電流，所以只有在進入和離開磁場的過程中才有感應電流產生．該題難度較大．