题目内容
【题目】如图(a)所示, 在光滑水平面上用恒力F拉质量为m的单匝均匀正方形铜线框, 线框边长为a, 在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时, 若磁场的宽度为b(b>3a), 在3t0时刻线框到达2位置, 速度又为v0, 并开始离开匀强磁场. 此过程中v－t图像如图(b)所示, 则( )
A. t＝0时, 线框右侧边MN的两端电压为Bav0
B. 在t0时刻线框的速度为
C. 线框完全离开磁场的瞬间位置3的速度一定比t0时刻线框的速度大
D. 线框从1位置进入磁场到完全离开磁场位置3过程中线框中产生的电热为2Fb
【答案】D
【解析】
A、
时，线框右侧边MN的两端电压为外电压,总的感应电动势为
，外电压
，故选项A错误；
B、根据图象可知在
时间内，线框做匀加速直线运动，合力等于
，则在
时刻线框的速度为
，故选项B错误；
CD、因为时刻和
时刻线框的速度相等，进入磁场和穿出磁场的过程中受力情况相同，故线框完全离开磁场时的速度与时刻的速度相等，进入磁场克服安培力做的功和离开磁场克服安培力做的功一样多，线框在位置1和位置3时的速度相等，根据动能定理可知线框从1位置进入磁场到刚好要离开磁场位置2过程中，外力做的功等于克服安培力做的功，即有
，所以线框从1位置进入磁场到完全离开磁场位置3过程中线框中产生的电热为
，故选项D正确，C错误。
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