Question

如圖（a）所示，在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量1kg的單匝均勻正方形銅線框，在1位置以速度v₀=2m/s進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)開始計(jì)時(shí)t=0，此時(shí)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)0.8V，在t=3s時(shí)刻線框到達(dá)2位置開始離開勻強(qiáng)磁場(chǎng)．此過程中v-t圖象如圖（b）所示，那么恒力F的大小為

 

 N，線框完全離開磁場(chǎng)的瞬間位置3速度為

 

 m/s．

Answer 1

分析：由速度圖象看出，在t=1-3s內(nèi)線框做勻加速運(yùn)動(dòng)，此過程，線框只受恒力F的作用，由斜率求出加速度，由牛頓第二定律求出恒力F的大�。�根據(jù)圖線可知，線圈進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)時(shí)的初速度和受力情況都一樣，所以線框離開磁場(chǎng)時(shí)的速度和t=1s時(shí)刻的相同．

解答：解：由速度圖象知，1-3s時(shí)間內(nèi)線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a=

△v

△t

=

2-1

2

m/s²=0.5m/s²，這段時(shí)間線框中沒有感應(yīng)電流，線框所受合力為F，根據(jù)牛頓第二定律可知
  F=ma=0.5N．
根據(jù)圖線可知，線圈進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)時(shí)的初速度和受力情況都一樣，所以線框離開磁場(chǎng)時(shí)的速度和t=1s時(shí)刻的相同，由圖讀出線框完全離開磁場(chǎng)的瞬間位置3速度為1m/s．
故答案為：0.5；1

點(diǎn)評(píng)：該圖象為速度--時(shí)間圖象，斜率表示加速度．根據(jù)加速度的變化判斷物體的受力情況．要注意當(dāng)通過閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以只有在進(jìn)入和離開磁場(chǎng)的過程中才有感應(yīng)電流產(chǎn)生．該題難度較大．