Question

【題目】如圖甲所示，光滑水平面上有一個(gè)單匝均勻正方形銅線框，錢框質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)為a，總電阻為R．垂直于水平面的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場(chǎng)左、右邊界相互平行，相距為b（b>3a）．線框的MN邊與磁場(chǎng)邊界平行．在垂直于MN的水平恒力F作用下線框水平向右運(yùn)動(dòng)，t＝0時(shí)MN邊以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)，t＝t0時(shí)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)，t＝3t0時(shí)線框MN邊以速度v0離開磁場(chǎng)．v－t圖象如圖乙所示( )

A.t＝0時(shí)，線框MN邊兩端電壓為Bav0
B.t0時(shí)刻線框的速度為（v0－2Ft0／m）
C.線框完全離開磁場(chǎng)的瞬間速度一定比t0時(shí)刻線框的速度大
D.線框在開始進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的電熱為F（a＋b）

Answer 1

【答案】B
【解析】 t＝0時(shí)，線框右側(cè)邊MN兩端的電壓即路端電壓，為Bav ， 選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從t時(shí)刻至3t時(shí)刻線框做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為，故在t時(shí)刻的速度為v－2at＝v－，選項(xiàng)B正確；因?yàn)閠＝0時(shí)刻和t＝3t時(shí)刻線框的速度相等，進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中受力情況相同，故在位置3時(shí)的速度與t時(shí)刻的速度相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；線框在位置1和位置2時(shí)的速度相等，根據(jù)動(dòng)能定理，外力做的功等于克服安培力做的功，即有Fb＝Q，所以線框穿過(guò)磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中，產(chǎn)生的電熱為2Fb，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。
【考點(diǎn)精析】掌握V-t圖象和電磁感應(yīng)現(xiàn)象是解答本題的根本，需要知道v-t圖像：①在速度圖像中，可以讀出物體在任何時(shí)刻的速度；②在速度圖像中，物體在一段時(shí)間內(nèi)的位移大小等于物體的速度圖像與這段時(shí)間軸所圍面積的值；③在速度圖像中，物體在任意時(shí)刻的加速度就是速度圖像上所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的切線的斜率；④圖線與橫軸交叉，表示物體運(yùn)動(dòng)的速度反向；⑤圖線是直線表示物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)或勻速直線運(yùn)動(dòng);圖線是曲線表示物體做變加速運(yùn)動(dòng)；電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如果回路閉合，則有感應(yīng)電流，回路不閉合，則只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而無(wú)感應(yīng)電流．