Question

16．如圖，勻強(qiáng)磁場B上下邊界間距為a，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，現(xiàn)將邊長為b的正方形線框CDEF從距磁場上邊界h處無初速釋放，若下落過程中，線框平面始終位于紙平面內(nèi)，下邊框始終與磁場上下邊界平行，當(dāng)（　�。�

• A． 線框勻速進(jìn)入磁場時(shí)，則穿出磁場時(shí)速度可能減小或不變
• B． 線框勻速進(jìn)入磁場時(shí)，則穿出磁場時(shí)加速度可能減小或不變
• C． 線框穿過磁場時(shí)，關(guān)于D、E兩點(diǎn)的電勢始終有φ_D＜φ_E
• D． 線框穿過磁場時(shí)，產(chǎn)生的焦耳熱一定小于其重力勢能的減少量

Answer 1

分析 正方形線框abcd邊長為b，如果a＞b或a＜b，有一段過程線框完全進(jìn)入磁場，線框無感應(yīng)電流，只受重力，做加速運(yùn)動(dòng)，線框受安培力與速度有關(guān)，根據(jù)牛頓第二定律分析加速度，比較DE兩點(diǎn)的電勢運(yùn)用右手定則，根據(jù)功能關(guān)系分析線框中產(chǎn)生的焦耳熱．

解答 解：A、線框勻速進(jìn)入磁場時(shí)，如果a＞b或a＜b，線框完全進(jìn)入磁場，磁通量不變，沒有感應(yīng)電流，只受重力，做加速運(yùn)動(dòng)，離開磁場時(shí)的安培力大于重力，將做減速運(yùn)動(dòng)；如果a=b，離開磁場時(shí)將做勻速運(yùn)動(dòng)，線框勻速進(jìn)入磁場時(shí)，則穿出磁場時(shí)速度可能減小或不變，故A正確．
B、線框勻速進(jìn)入磁場時(shí)${F}_{安}^{\;}=\frac{{B}_{\;}^{2}{a}_{\;}^{2}{v}_{0}^{\;}}{R}=mg$，如果a=b，線框勻速通過磁場區(qū)域，a=0，加速度不變；如果a＜b或a＞b，離開磁場時(shí)，經(jīng)過了一段加速運(yùn)動(dòng)，$v＞{v}_{0}^{\;}$，${F}_{安}^{\;}=\frac{{B}_{\;}^{2}{a}_{\;}^{2}v}{R}＞mg$，合力向上，向下做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有：$\frac{{B}_{\;}^{2}{l}_{\;}^{2}v}{R}-mg=ma$，隨著速度減小加速度也減小，故B正確
C、線框穿過磁場時(shí)，根據(jù)右手定則，當(dāng)DE邊離開磁場，CF邊切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電流順時(shí)針方向，流過DE邊的電流由E→D，有${φ}_{D}^{\;}＜{φ}_{E}^{\;}$；DE邊切割磁感線時(shí)，由右手定則，DE是電源，感應(yīng)電流逆時(shí)針方向，有${φ}_{D}^{\;}＜{φ}_{E}^{\;}$，故C正確．
D、線框可能勻速通過整個(gè)磁場區(qū)，產(chǎn)生的焦耳熱等于重力勢能的增加量，故D錯(cuò)誤．
故選：ABC

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵對(duì)正方形線框進(jìn)行受力分析，明確研究過程的運(yùn)動(dòng)情況，注意磁場區(qū)域的寬度可能大于、小于、等于線框邊長，分析問題要全面．