题目内容
如图K43-5甲所示,在光滑水平面上用恒力F拉质量为m、边长为a的单匝均匀正方形铜线框从位置1以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场,此时t=0,若磁场的宽度为b(b>3a),在3t0时刻线框到达位置2速度又为v0并开始离开匀强磁场.此过程中v-t图象如图乙所示,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v0-
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.线框从进入磁场(位置1)到完全离开磁场(位置3)的过程中产生的电热为2Fb
甲 乙
图K43-5
D [解析] t=0时,线框右侧边MN两端的电压即路端电压,为Bav0,选项A错误;从t0时刻至3t0时刻线框做匀加速运动,加速度为
,故在t0时刻的速度为v0-2at0=v0-
,选项B错误;因为t=0时刻和t=3t0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,故在位置3时的速度与t0时刻的速度相等,选项C错误;线框在位置1和位置2时的速度相等,根据动能定理,外力做的功等于克服安培力做的功,即有Fb=Q,所以线框穿过磁场的整个过程中,产生的电热为2Fb,选项D正确.
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