3.(6 分)如图,在光滑水平桌面上有一边长为 L、电阻为 R 的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为d(d>L)的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动。$t=0$时导线框的右边恰与磁场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域。下列v﹣t 图象中,可能正确描述上述过程的是( )

A

B

C

D

D
2013_新课标II卷
3.(6 分)如图,在光滑水平桌面上有一边长为 L、电阻为 R 的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为d(d>L)的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动。$t=0$时导线框的右边恰与磁场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域。下列v﹣t 图象中,可能正确描述上述过程的是( )

A

B

C

D

D
【考点】37:牛顿第二定律;BB:闭合电路的欧姆定律;CC:安培力;D9:导体切割磁感线时的感应电动势
【专题】53C:电磁感应与电路结合
【分析】线圈以一定的初速度进入匀强磁场,由于切割磁感线,所以出现感应电流,从而产生安培阻力,导致线圈做加速度减小的减速运动。当完全进入后,没有磁通量变化,所以没有感应电流,不受到安培力,因此做匀速直线运动,当出现磁场时,磁通量又发生变化,速度与进入磁场相似。
【解答】解:线圈以一定初速度进入磁场,则感应电动势为: $\mathsf { E } \mathsf { = B L V }$ 闭合电路欧姆定律,则感应电流为: $I { = } \frac { \overline { { \mathsf { E } } } } { \mathsf { R } }$ 安培力为: $\scriptstyle \mathtt { F = B I L = } \frac { \mathtt { B } ^ { 2 } \mathtt { L } ^ { 2 } \mathtt { v } } { \mathtt { R } }$ 由牛顿第二定律为: $\mathsf { F } \mathsf { = m } \mathsf { a }$ 则有: $\mathsf { a } = \frac { \mathbb { B } ^ { 2 } \mathrm { L } ^ { 2 } \mathsf { v } } { \mathbb { R } \mathsf { m } }$
由于 v 减小,所以 a 也减小,当完全进入磁场后,不受到安培力,所以做匀速直线运动,当出磁场时,速度与时间的关系与进入磁场相似。而速度与时间的斜率表示加速度的大小,因此D正确,ABC错误;故选:D。
【点评】属于力与电综合题,并强调速度与时间的斜率表示加速度的大小,而由牛顿第二定律来确定加速度如何变化。