题目内容
【题目】如图甲所示，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进入竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场，并开始计时，磁场的宽度为b，且b>3a，在3t0时刻，线框到达2位置速度又为v0并开始离开匀强磁场．此过程中v-t图像图乙所示，则
A.t0时刻，线框的速度为
B.t=0时，线框上MN两端的电势差为Bav0
C.线框刚完全离开磁场的位置3瞬间的速度可能比2t0时刻的速度大
D.线框从位置1进入磁场到完全离开磁场的位置3过程中，线框中产生的电热为2Fb
【答案】D
【解析】
A.根据图象可知在
时间内，线框做匀加速直线运动，合力等于
，则在
时刻线框的速度为
，故选项A错误；
B.
时，线框右侧边
的两端电压为外电压,总的感应电动势为
，外电压
，故选项B错误；
C.因为时刻和
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，故线框完全离开磁场时的速度与时刻的速度相等，所以线框刚完全离开磁场的位置3瞬间的速度比2t0时刻的速度小，故选项C错误；
D.因为时刻和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，故线框完全离开磁场时的速度与时刻的速度相等，进入磁场克服安培力做的功和离开磁场克服安培力做的功一样多，线框在位置1和位置3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
，所以线框穿过磁场的整个过程中，产生的电热为
，故选项D正确。
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