Question

如圖甲所示，閉合線圈固定在小車上，總質(zhì)量為1kg．它們?cè)诠饣�水平面上�?0m/s的速度進(jìn)入與線圈平面垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．已知小車運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)度L=15 cm

B．磁場(chǎng)的寬度d=15 cm

C．線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為0.8 m/s2

D．線圈通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為48 J

Answer 1

A．閉合線圈在進(jìn)入和離開磁場(chǎng)時(shí)的位移即為線圈的長(zhǎng)度，線圈進(jìn)入或離開磁場(chǎng)時(shí)受安培力作用，將做減速運(yùn)動(dòng)，由乙圖可知，L=10cm，故A錯(cuò)誤；
    B．磁場(chǎng)的寬度等于線圈剛進(jìn)入磁場(chǎng)到剛離開磁場(chǎng)時(shí)的位移，由乙圖可知，5-15cm是進(jìn)入的過(guò)程，15-30cm是完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，30-40cm是離開磁場(chǎng)的過(guò)程，所以d=30cm-5cm=25cm，故B錯(cuò)誤；
    C．根據(jù)F=BIL及I=

BL v

R

得：F=

B2L2v

R

，因?yàn)関是一個(gè)變量，所以F也是一個(gè)變量，所以線圈不是勻加速運(yùn)動(dòng)，是變減速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；
    D．線圈通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中運(yùn)用動(dòng)能定理得：

1

2

mv₂²-

1

2

mv₁²=W_安，由乙圖可知v₁=10m/s，v₂=2m/s，帶入數(shù)據(jù)得：W_安=-48J，所以克服安培力做功為48J，即線圈通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為48J，故D正確．
故選D