Question

如图（a）所示，在光滑水平面上用恒力F拉质量1kg的单匝均匀正方形铜线框，在1位置以速度v₀=2m/s进入匀强磁场时开始计时t=0，此时线框中感应电动势0.8V，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（b）所示，那么恒力F的大小为

 

 N，线框完全离开磁场的瞬间位置3速度为

 

 m/s．

Answer 1

分析：由速度图象看出，在t=1-3s内线框做匀加速运动，此过程，线框只受恒力F的作用，由斜率求出加速度，由牛顿第二定律求出恒力F的大小．根据图线可知，线圈进入磁场和离开磁场时的初速度和受力情况都一样，所以线框离开磁场时的速度和t=1s时刻的相同．

解答：解：由速度图象知，1-3s时间内线框做匀加速直线运动，加速度大小为a=

△v

△t

=

2-1

2

m/s²=0.5m/s²，这段时间线框中没有感应电流，线框所受合力为F，根据牛顿第二定律可知
  F=ma=0.5N．
根据图线可知，线圈进入磁场和离开磁场时的初速度和受力情况都一样，所以线框离开磁场时的速度和t=1s时刻的相同，由图读出线框完全离开磁场的瞬间位置3速度为1m/s．
故答案为：0.5；1

点评：该图象为速度--时间图象，斜率表示加速度．根据加速度的变化判断物体的受力情况．要注意当通过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合回路中产生感应电流，所以只有在进入和离开磁场的过程中才有感应电流产生．该题难度较大．