Question

如圖，在光滑水平桌面上有一邊長為L、電阻為R的正方形導線框；在導線框右側有一寬度為d（d＞L）的條形勻強磁場區時導線框的右邊恰與磁場的左邊界重合，隨后導線框進入并通過磁場區域．下列v-t圖象中，可能正確描述上述過程的是（　　）

A．

B．

C．

D．

Answer 1

分析：線圈以一定的初速度進入勻強磁場，由于切割磁感線，所以出現感應電流，從而產生安培阻力，導致線圈做加速度減小的減速運動．當完全進入后，沒有磁通量變化，所以沒有感應電流，不受到安培力，因此做勻速直線運動，當出現磁場時，磁通量又發生變化，速度與進入磁場相似．

解答：解：線圈以一定初速度進入磁場，則有
感應電動勢，E=BLv 
閉合電路歐姆定律，則感應電流，I=

E

R

=

BLv

R

 
安培力F=BIL=BL

BLv

R

=

B2L2v

R

  
由牛頓第二定律，F=ma 
則有，a=

B2L2

mR

v
由于v 減小，所以a也減小，當完全進入磁場后，不受到安培力，所以做勻速直線運動，當出磁場時，速度與時間的關系與進入磁場相似．
而速度與時間的斜率表示加速度的大小，因此D正確，ABC錯誤；
故選：D

點評：屬于力與電綜合題，并強調速度與時間的斜率表示加速度的大小，而由牛頓第二定律來確定加速度如何變化．