题目内容
6.如图(a)所示,在光滑水平面上用恒力F拉质量为1kg的单匝均匀正方形铜线框,在1位置以速度v0=3m/s进入匀强磁场时开始计时t=0,此时线框中感应电动势为1V,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( )A. | t=0时,线框右侧边两端MN间的电压为0.25 V | |
B. | 恒力F的大小为0.5 N | |
C. | 线框完全离开磁场的瞬间位置3的速度大小为3 m/s | |
D. | 线框完全离开磁场的瞬间位置3的速度大小为1m/s |
分析 图b为速度-时间图象,斜率表示加速度,t=0时,线框右侧边MN的两端电压为外电压.在t=1-3s内,线框做匀加速运动,没有感应电流,线框不受安培力,由牛顿第二定律可求出恒力F.因为t=0时刻和t=3s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t=2s时刻的速度相等.
解答 解:A.t=0时,线框右侧边MN的两端电压为外电压,总的感应电动势为:E=Bav0,外电压U外=$\frac{3}{4}$E=0.75V.故A错误;
B.在t=1-3s内,线框做匀加速运动,没有感应电流,线框不受安培力,则有 F=ma,由速度-时间图象的斜率表示加速度,求得 a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{3-2}{3-1}m/{s}^{2}=0.5m/{s}^{2}$,则得F=0.5N.故B正确.
CD、由b图象看出,在t=3s时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场时与线框进入时速度相同,则线框出磁场与进磁场运动情况完全相同,则知线框完全离开磁场的瞬间位置3速度与t=2s时刻的速度相等,即为2m/s.故CD错误.
故选:B
点评 本题要抓住速度-时间图象的斜率表示加速度.根据加速度的变化判断物体的受力情况.还注意分析线框出磁场与进磁场运动情况的关系,就能正确解答.
练习册系列答案
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