Question

18．如图所示，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框．在导线框右侧有一宽度为d（d＞L）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下．导线框以某一初速度向右运动．t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域．下列图象中，可能正确描述上述过程的是（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 线框以一定的初速度进入匀强磁场，由于切割磁感线，所以出现感应电流，从而产生安培阻力，导致线圈做加速度减小的减速运动．当完全进入后，没有磁通量变化，所以没有感应电流，不受到安培力，因此做匀速直线运动，当出磁场时，磁通量又发生变化，与进入磁场时相似．

解答 解：进入磁场时，线框中产生感应电流，所受的安培力为：
${F}_{A}=BIL=\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，
由于安培力方向与速度方向相反，线框做减速运动，速度减小，安培力减小，根据牛顿第二定律知，加速度减小，即进入磁场时做加速度减小的减速运动，图线切线斜率逐渐减小．
完全进入磁场后，磁通量不变，不产生感应电流，做匀速直线运动，
出磁场时，受到安培力为：
${F}_{A}=BIL=\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，方向与速度方向相反，继续做加速度减小的减速运动，
故D正确，ABC错误．
故选：D．

点评 本题属于力与电综合题，并强调速度与时间的斜率表示加速度的大小，而由牛顿第二定律来确定加速度如何变化．