问题 选择题

如图甲所示,在光滑水平面上用恒力F拉质量为1kg的单匝均匀正方形铜线框,在1位置以速度v0=3m/s进入匀强磁场时开始计时t=0,此时线框中感应电动势为1V,在t=3s时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场.此过程中v-t图象如图乙所示,那么(  )

A.t=0时线框右侧的边两端M、N间电压为0.25V

B.恒力F的大小为1.0N

C.线框完全离开磁场的位置3的瞬时速度为2m/s

D.线框完全离开磁场的位置3的瞬时速度为1m/s

答案

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=1V,外电压U=

3
4
E=0.75V,故A错误;

B、由图乙所示可知,在1-3s内,线框做匀加速运动,没有感应电流,线框不受安培力,则有 F=ma,由速度-时间图象的斜率表示加速度,加速度a=

△v
△t
=
3-2
3-1
=0.5m/s2,由牛顿第二定律得:F=ma=1×0.5=0.5N,故B错误.

C、由乙所示图象可知,在t=3s时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场时与线框进入时速度相同,则线框出磁场与进磁场运动情况完全相同,则知线框完全离开磁场的瞬间位置3速度与t=2s时刻的速度相等,即为2m/s,故C正确,D错误.

故选:C.

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