Question

【题目】如图甲所示，在光滑绝缘水平面上，存在磁感应强度B=2T，方向垂直水平面向下、宽L=1.4m、长远大于宽的匀强磁场区域，有一粗细均匀、边长2L=2.8m、质量m=1kg的单匝正方形铜线框，线框cd边初始时刻与磁场右边界重合。现给它一个水平向右的初速度v0=8m/s，同时施加一个垂直于ab边向左的水平恒力F。从此刻开始计时，线框运动的v-t图像如图所示(t1后的图像未画出)，已知线框从计时开始向右运动的最大位移为2.8m.，则下列说法正确的是

A. 0.2s-t1s内电流的方向为 adcba

B. 恒力F=20N

C. 0.2s时ab间的电压为25.2V

D. 线框向右运动时安培力做的总功大于线框向左运动时安培力做的总功

Answer 1

【答案】AC

【解析】

根据v-t图像可知线圈向右先匀加速运动，后因为受安培力作用做变减速运动，根据右手定则判断感应电流的方向；根据v-t图像求解线圈ab边进入磁场的速度，在根据牛顿第二定律求解外力F；根据E=BLv求解电动势，在根据闭合电路的欧姆定律求解ab间的电压；根据运动的对称性判断线圈向右运动安培力的功与向左运动安培力的功的关系.

由图像可知，0-0.2s内向右做匀减速运动，线圈的磁通量不变，0.2s时刻线圈的ab边进入磁场，t1时刻线圈出离磁场，则根据右手定则可知，0.2s-t1s内电流的方向为 adcba，选项A正确；由图像可知：解得：v=6m/s，则，则F=ma=10N，选项B错误；0.2s时ab边切割磁感线产生的电动势E=B2Lv=33.6V，则 ab间的电压为，选项C正确；因线框从计时开始向右运动的最大位移为2.8m 可知线圈能向右运动到ab边刚好出离磁场，

由对称性可知，此过程中线圈中安培力做功等于线圈向左运动到dc边刚进入磁场时安培力的功，然后线圈还能继续向左运动克服安培力做功，可知线框向右运动时安培力做的总功小于线框向左运动时安培力做的总功，选项D错误；故选AC.