Question

1．如圖所示，水平地面上方的有界矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)粗細(xì)均勻閉合正方形線圈abcd（邊長小于磁場豎直高度），在距磁場上界面一定高處由靜止開始自由下落，ab邊進(jìn)入磁場時(shí)剛好做勻速運(yùn)動(dòng)，最后從下邊穿出磁場．運(yùn)動(dòng)過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界．不計(jì)空氣阻力，則下列判斷正確的是（　　）

• A． 線圈從進(jìn)入磁場到穿出磁場的整個(gè)過程，bc邊始終不受安培力作用
• B． 線圈穿出磁場過程產(chǎn)生的焦耳熱大于進(jìn)入磁場過程
• C． 線圈從下邊穿出磁場的時(shí)間等于從上方進(jìn)入磁場的時(shí)間
• D． 線圈從下邊穿出磁場的某一時(shí)刻ab兩端的電壓有可能小于從上方進(jìn)入磁場時(shí)ab兩端的電壓

Answer 1

分析 穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈受到安培力作用，分析清楚線圈的運(yùn)動(dòng)過程，然后分析答題．

解答 解：A、線圈從進(jìn)入磁場與離開磁場過程穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中有感應(yīng)電流，bc邊受到安培力作用，故A錯(cuò)誤；
B、線圈勻速進(jìn)入磁場，完全進(jìn)入磁場后線圈做勻加速運(yùn)動(dòng)，線圈離開磁場過程做減速運(yùn)動(dòng)，由能量守恒定律可知，線圈進(jìn)入磁場過程產(chǎn)生的焦耳熱：Q=mgL，離開磁場過程產(chǎn)生的焦耳熱：Q′=mgL+△E_K，線圈穿出磁場過程產(chǎn)生的焦耳熱大于進(jìn)入磁場過程，故B正確；
C、線圈勻速進(jìn)入磁場，線圈離開磁場時(shí)的平均速度大于線圈進(jìn)入磁場時(shí)的速度，進(jìn)入與離開磁場的位移相等，則線圈從下邊穿出磁場的時(shí)間小于從上方進(jìn)入磁場的時(shí)間，故C錯(cuò)誤；
D、線圈離開磁場過程時(shí)的速度大于進(jìn)入磁場時(shí)的速度，由E=BLv可知，線圈離開磁場時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于進(jìn)入磁場時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，線圈進(jìn)入磁場時(shí)ab兩端電壓：U=$\frac{3}{4}$E，線圈離開磁場時(shí)ab兩端電壓：U′=$\frac{1}{4}$E′，E′＞E，線圈從下邊穿出磁場的某一時(shí)刻ab兩端的電壓有可能小于從上方進(jìn)入磁場時(shí)ab兩端的電壓，故D正確；
故選：BD．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要抓住線圈勻速運(yùn)動(dòng)，受力平衡，運(yùn)用電磁感應(yīng)與力學(xué)規(guī)律結(jié)合進(jìn)行解題，要注意ab相當(dāng)于電源，ab間的電壓是外電壓，而不是內(nèi)電壓．