Question

【題目】如圖甲，在光滑絕緣水平面上的MN、OP間存在一勻強磁場，一單匝正方形閉合線框自t=0開始，在水平向右的外力F作用下緊貼MN從靜止開始做勻加速直線運動穿過磁場區域，外力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示，已知線框質量為0.5Kg，電阻R=，線框穿過磁場過程中，外力F對線框做功，下列說法正確的是

A. 線框勻加速運動的加速度a=2m/s2

B. 磁場的寬度為1m

C. 勻強磁場的磁感應強度為2T

D. 線框在穿過磁場過程中，線框上產生的熱量為1.0J

Answer 1

【答案】AC

【解析】

物體做勻變速運動，如果線框的邊長和磁場的寬度不相等，那么物體線框完全進入磁場的時候整個線框的磁通量不變，沒有感應電流因此沒有安培力，外力F會和受到安培力的時候的情形不一樣，由乙圖可知物體一直受安培力的作用，因此線框寬度和磁場的寬度一樣，都為L；由牛頓第二定律及勻變速運動知，乙圖的直線部分斜率為2，當t=1s時拉力F不再變化說明線框離開磁場，此時物體的速度，聯立有，1s的拉力，可解得a=2m/s2，故A正確；物體做勻變速運動，，線框和磁場寬度一樣，因此L=0.5m，故B錯誤；將L和a代入可得B=2T，故C正確；有能量守恒代入數據得Q=4/3J，故D錯誤。