Question

【题目】如图甲所示，一粗细均匀的单匝正方形铜线框，质量m =1 kg，放置在光滑绝缘水平面上，两平行虚线间存在与水平面垂直的匀强磁场，磁场边界线与线框ab边平行。现用垂直于ab边的水平恒力F拉动线框，线框到达位置1开始计时，此时线框开始进入匀强磁场，速度v0 = 3 m/s，线框中感应电动势为2 V。在t = 3 s时线框到达位置2，线框开始离开匀强磁场，此过程中线框v-t图象如图乙所示，那么

A. t = 0时，ab间的电压为0.75 V

B. 恒力F的大小为0.5 N

C. 线框进入磁场与离开磁场的过程中线框内感应电流的方向相同

D. 线框完全离开磁场瞬间的速度大小为2 m/s

Answer 1

【答案】BD

【解析】A、时，ab相当于电源，外阻为内阻的3倍，ab间电压应为电动势的，即，故A错误；
BC、当线圈完全进入磁场到刚要穿出磁场过程，即过程中，由于穿过线圈的磁通量不变，所以没有感应电流，不受安培力作用，外力F即为线圈受到的合力，根据牛顿第二定律可得，选项B正确；
C、线圈进入磁场过程中，穿过线圈的磁通量增加，而线圈离开磁场过程中，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知两个过程中产生的感应电流方向相反，选项C错误；
D、因为线圈刚要离开磁场时的速度和线框开始进入场时速度正好相等，所以受力情况、运动情况也是一样，线框刚离开磁场瞬间速度和刚进入磁场瞬间速度相等，即为，D正确