Question

如圖所示，一沿水平方向的勻強(qiáng)磁場分布在豎直高度為2L的某矩形區(qū)域內(nèi)（寬度足夠大），該區(qū)域的上下邊界MN、PS是水平的。有一邊長為L的正方形導(dǎo)線框abcd從距離磁場上邊界MN的某高處由靜止釋放下落而穿過該磁場區(qū)域。已知當(dāng)線框的ab邊到達(dá)MN時(shí)線框剛好做勻速直線運(yùn)動(dòng)（以此時(shí)開始計(jì)時(shí)），以MN處為坐標(biāo)原點(diǎn)，取如圖坐標(biāo)軸x，并規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，則關(guān)于線框中的感應(yīng)電流與ab邊的位置坐標(biāo)x間的以下圖線中，可能正確的是

Answer 1

D

解析試題分析：由于ab邊向下運(yùn)動(dòng)，由右手定則可以判斷出，線框在進(jìn)入磁場時(shí)，其感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcd，沿逆時(shí)針方向，故在圖像中，0～L的這段距離內(nèi)，電流是正的；線框完全進(jìn)入磁場后，穿過線框的磁通量沒有變化，故其感應(yīng)電流為0；當(dāng)線框的ab邊從磁場的下邊出來時(shí)，由于其速度要比ab邊剛?cè)氪艌鰰r(shí)的速度大，故其感應(yīng)電流要比I₀大，感應(yīng)電流的方向與ab邊剛?cè)氪艌鰰r(shí)相反；
由于ab邊穿出磁場時(shí)其速度較大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流較大，且其電流與線框的速度成正比，即線框受到的安培力與線框的速度也成正比，與剛?cè)氪艌鰰r(shí)線框受到的平衡力做對(duì)比，發(fā)現(xiàn)線框受到的合外力方向是向上的，即阻礙線框的下落，且合外力是變化的，故線框做的是變減速直線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的電流也是非均勻變化的，故A、B不對(duì)；再就整體而言，線框穿出磁場時(shí)的動(dòng)能要大于穿入磁場時(shí)的動(dòng)能，故穿出時(shí)的電流要大于I₀，所以C不對(duì)，D是正確的。
考點(diǎn)：右手定則，能量守恒定律，歐姆定律。