Question

如圖K43－5甲所示，在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為a的單匝均勻正方形銅線框從位置1以速度v₀進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，此時(shí)t＝0，若磁場(chǎng)的寬度為b(b>3a)，在3t₀時(shí)刻線框到達(dá)位置2速度又為v₀并開(kāi)始離開(kāi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)．此過(guò)程中v－t圖象如圖乙所示，則(　　)

A．t＝0時(shí)，線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為Bav₀

B．在t₀時(shí)刻線框的速度為v₀－

C．線框完全離開(kāi)磁場(chǎng)的瞬間(位置3)的速度一定比t₀時(shí)刻線框的速度大

D．線框從進(jìn)入磁場(chǎng)(位置1)到完全離開(kāi)磁場(chǎng)(位置3)的過(guò)程中產(chǎn)生的電熱為2Fb

甲　　　　　　　　乙

圖K43－5

Answer 1

D　[解析] t＝0時(shí)，線框右側(cè)邊MN兩端的電壓即路端電壓，為Bav₀，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從t₀時(shí)刻至3t₀時(shí)刻線框做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為，故在t₀時(shí)刻的速度為v₀－2at₀＝v₀－，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因?yàn)?i>t＝0時(shí)刻和t＝3t₀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t₀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正確．