Question

【題目】如圖甲所示，垂直紙面向里的有界勻強磁場的磁感應強度B=1.0T，質量m=0.04kg，高h=0.05m、總電阻R=5Ω，n=100匝的矩形線圈豎直固定在質量M=0.08kg的絕緣小車上，小車與線圈的水平長度L相等。線圈和小車一起沿光滑水平面運動，并以初速度v1=10m/s進入磁場，線圈平面和磁場方向始終垂直．若小車運動的速度v隨車的位移x變化的v-x圖象如圖乙所示，則根據以上信息可知

A. 小車的水平長度L=15cm

B. 磁場的寬度d=35cm

C. 小車的位移x=10cm時線圈中的電流I=7A

D. 線圈通過磁場的過程中線圈產生的熱量Q=5.46J

Answer 1

【答案】CD

【解析】閉合線圈在進入和離開磁場時的位移即為線圈的長度，線圈進入或離開磁場時受安培力作用，將做減速運動，由乙圖可知，線圈的長度L=10cm，故A錯誤；磁場的寬度等于線圈剛進入磁場到剛離開磁場時的位移，由乙圖可知，5-15cm是進入的過程，15-30cm是完全在磁場中運動的過程，30-40cm是離開磁場的過程，所以d=30cm-5cm=25cm，故B錯誤；位移x=10cm時線圈的速度為7m/s，線圈進入磁場過程中，根據I=n=100×＝7A，故C正確；線圈通過磁場過程中運用動能定理得：（M+m）v22-（M+m）v12=W安，由乙圖可知v1=10m/s，v2=3m/s，帶入數據得：W安=-5.46J，所以克服安培力做功為5.46J，即線圈通過磁場過程中產生的熱量為5.46J，故D正確．故選CD．