Question

【題目】如圖甲所示，在光滑絕緣水平面上，存在磁感應強度B=2T，方向垂直水平面向下、寬L=1.4m、長遠大于寬的勻強磁場區(qū)域，有一粗細均勻、邊長2L=2.8m、質(zhì)量m=1kg的單匝正方形銅線框，線框cd邊初始時刻與磁場右邊界重合�，F(xiàn)給它一個水平向右的初速度v0=8m/s，同時施加一個垂直于ab邊向左的水平恒力F。從此刻開始計時，線框運動的v-t圖像如圖所示(t1后的圖像未畫出)，已知線框從計時開始向右運動的最大位移為2.8m.，則下列說法正確的是

A. 0.2s-t1s內(nèi)電流的方向為 adcba

B. 恒力F=20N

C. 0.2s時ab間的電壓為25.2V

D. 線框向右運動時安培力做的總功大于線框向左運動時安培力做的總功

Answer 1

【答案】AC

【解析】

根據(jù)v-t圖像可知線圈向右先勻加速運動，后因為受安培力作用做變減速運動，根據(jù)右手定則判斷感應電流的方向；根據(jù)v-t圖像求解線圈ab邊進入磁場的速度，在根據(jù)牛頓第二定律求解外力F；根據(jù)E=BLv求解電動勢，在根據(jù)閉合電路的歐姆定律求解ab間的電壓；根據(jù)運動的對稱性判斷線圈向右運動安培力的功與向左運動安培力的功的關系.

由圖像可知，0-0.2s內(nèi)向右做勻減速運動，線圈的磁通量不變，0.2s時刻線圈的ab邊進入磁場，t1時刻線圈出離磁場，則根據(jù)右手定則可知，0.2s-t1s內(nèi)電流的方向為 adcba，選項A正確；由圖像可知：解得：v=6m/s，則，則F=ma=10N，選項B錯誤；0.2s時ab邊切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E=B2Lv=33.6V，則 ab間的電壓為，選項C正確；因線框從計時開始向右運動的最大位移為2.8m 可知線圈能向右運動到ab邊剛好出離磁場，

由對稱性可知，此過程中線圈中安培力做功等于線圈向左運動到dc邊剛進入磁場時安培力的功，然后線圈還能繼續(xù)向左運動克服安培力做功，可知線框向右運動時安培力做的總功小于線框向左運動時安培力做的總功，選項D錯誤；故選AC.