Question

18．如圖所示，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(cè)有一寬度為d（d＞L）的條形勻強磁場區(qū)域，磁場的邊界與導線框的一邊平行，磁場方向豎直向下．導線框以某一初速度向右運動．t=0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(qū)域．下列圖象中，可能正確描述上述過程的是（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 線框以一定的初速度進入勻強磁場，由于切割磁感線，所以出現(xiàn)感應電流，從而產(chǎn)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，當出磁場時，磁通量又發(fā)生變化，與進入磁場時相似．

解答 解：進入磁場時，線框中產(chǎn)生感應電流，所受的安培力為：
${F}_{A}=BIL=\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，
由于安培力方向與速度方向相反，線框做減速運動，速度減小，安培力減小，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度減小，即進入磁場時做加速度減小的減速運動，圖線切線斜率逐漸減小．
完全進入磁場后，磁通量不變，不產(chǎn)生感應電流，做勻速直線運動，
出磁場時，受到安培力為：
${F}_{A}=BIL=\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，方向與速度方向相反，繼續(xù)做加速度減小的減速運動，
故D正確，ABC錯誤．
故選：D．

點評 本題屬于力與電綜合題，并強調(diào)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．