Question

如圖甲所示，閉合線圈固定在小車上，總質量為1 kg。它們在光滑水平面上，以10 m/s的速度進入與線圈平面垂直、磁感應強度為B的水平有界勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里。已知小車運動的速度v隨車的位移x變化的v－x圖象如圖乙所示。則 （   ）

A．線圈的長度L＝15 cm

B．磁場的寬度d＝25 cm

C．線圈進入磁場過程中做勻加速運動，加速度為0.4 m/s2

D．線圈通過磁場過程中產生的熱量為40 J

Answer 1

B

解析試題分析：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，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正確；根據F=BIL及得：，因為v是一個變量，所以F也是一個變量，所以線圈不是勻加速運動，是變減速運動，故C錯誤；線圈通過磁場過程中運用動能定理得：mv₂²?mv₁²=W_安，由乙圖可知v₁=10m/s，v₂=2m/s，帶入數據得：W_安=-48J，所以克服安培力做功為48J，即線圈通過磁場過程中產生的熱量為48J，故D錯誤．故選B．
考點：v-t圖像；法拉第電磁感應定律的應用；能量守恒定律。