题目内容

7.如图所示,在光滑水平面上用恒力F拉质量m=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,此时线框中感应电动势E=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,则下列判断正确的是(  )
A.线框离开磁场时产生的热量小于进入磁场时产生的热量
B.恒力F的大小为1N
C.t=0时,线框右侧的MN两端间的电压为0.75V
D.线框完全离开磁场到达3位置的速度为1m/s

分析 线框进入磁场和离开磁场时的速度相同,受力情况相同,由此分析产生的热;
图b为速度-时间图象,斜率表示加速度,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.
t=0时,线框右侧边MN的两端电压为外电压.
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、根据图(b)可知,线框进入磁场和离开磁场时的速度相同,受力情况相同,则运动情况也相同,所以线框离开磁场时产生的热量等于进入磁场时产生的热量,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/s2=0.5m/s2,根据牛顿第二定律得:F=ma=0.5N.故B错误.
C、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=1V,外电压为:U=$\frac{3}{4}$E=0.75V.故C正确;
D、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D错误.
故选:C.

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.

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