Question

如圖甲所示，在光滑水平面上用恒力F拉質量為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圖象如圖乙所示，那么（　　）

• A、t=0時線框右側的邊兩端M、N間電壓為0.25V
• B、恒力F的大小為1.0N
• C、線框完全離開磁場的位置3的瞬時速度為2m/s
• D、線框完全離開磁場的位置3的瞬時速度為1m/s

Answer 1

分析：圖乙為速度-時間圖象，斜率表示加速度，t=0時，線框右側邊MN的兩端電壓為外電壓．在t=1-3s內，線框做勻加速運動，沒有感應電流，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，線框右側邊MN的兩端電壓為外電壓，總的感應電動勢為：E=1V，外電壓U_外=

3

4

E=0.75V，故A錯誤；
B、由圖乙所示可知，在1-3s內，線框做勻加速運動，沒有感應電流，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，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錯誤．
C、由乙所示圖象可知，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C正確，D錯誤．
故選：C．

點評：本題要抓住速度-時間圖象的斜率表示加速度．根據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系，就能正確解答．