Question

15．如图，矩形闭合导线框abcd平放在光滑绝缘水平面上，导线框的右侧有一竖直向下且范围足够大的有左边界PQ的匀强磁场．导线框在水平恒力F作用下从静止开始运动，ab边始终与PQ平行．用t₁、t₂分别表示线框ab和cd边刚进入磁场的时刻．下列υ-t图象中可能反映导线框运动过程的是（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 分析线框可能的运动情况，根据安培力与速度成正比，分析加速度的变化情况，确定v-t图象的斜率变化情况，即可选择图象．

解答 解：线框进入磁场前做匀加速直线运动，加速度为a=$\frac{F}{m}$．
A、ad边进入磁场后可能安培力与恒力F二力平衡，做匀速直线运动，完全进入磁场后磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力，做加速度为a=$\frac{F}{m}$
的匀加速直线运动，故A正确．
BD、ad边进入磁场后，可能安培力大于恒力F，线框做减速运动，由F_A=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$知，速度减小，安培力减小，加速度逐渐减小，v-t图象的斜率逐渐减小．当加速度减至零后做匀速直线运动，完全进入磁场后磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力，做加速度为a的匀加速直线运动，故B错误，D正确．
C、ad边进入磁场后，可能安培力小于恒力F，线框做加速运动，由F_A=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$知，速度增大，安培力增大，加速度逐渐减小，v-t图象的斜率逐渐减小，完全进入磁场后磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力，做加速度为a的匀加速直线运动，故C正确．
故选：ACD．

点评 对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下物体的平衡问题；另一条是能量，分析电磁感应现象中的能量如何转化是关键．