Question

【題目】如圖所示，兩水平面(虛線)之間的距離為h，其間分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與豎直面(紙面)垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。磁場(chǎng)上方有一邊長(zhǎng)為L(L<h)、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd，從高處由靜止釋放后，若ab邊經(jīng)過磁場(chǎng)上、下邊界時(shí)速度恰好相等，重力加速度為g，則( )

A. cd邊進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)時(shí)，線框的速度最小

B. 線框穿過磁場(chǎng)的過程中，通過線框的電荷量為

C. 線框穿過磁場(chǎng)的過程中，產(chǎn)生的總焦耳熱為2mgh

D. 改變線框釋放的位置，線框下落的速度可能一直增加

Answer 1

【答案】ACD

【解析】

由于L＜h，線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后穿過線框的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，線框只受重力作用而做勻加速運(yùn)動(dòng)，線框ab進(jìn)入和離開磁場(chǎng)時(shí)的速度相等，而線框在磁場(chǎng)中有加速過程，因此線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)一定存在減速過程，同理線圈出離磁場(chǎng)時(shí)也做減速運(yùn)動(dòng)，則線圈cd邊進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)時(shí)，線框的速度最小，故A正確；線圈進(jìn)入磁場(chǎng)和出離磁場(chǎng)時(shí)通過線圈的電荷量均為，由于進(jìn)入磁場(chǎng)和出離磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流方向相反，可知線框穿過磁場(chǎng)的過程中，通過線框的電荷量為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于ab邊經(jīng)過磁場(chǎng)上、下邊界時(shí)速度恰好相等，則動(dòng)能相等，則此過程中線圈中產(chǎn)生的焦耳熱為mgh；同理當(dāng)線圈出離磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的焦耳熱也為mgh，則線框穿過磁場(chǎng)的過程中，產(chǎn)生的總焦耳熱為2mgh，選項(xiàng)C正確；若線圈釋放的位置較低，則線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度較小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流較小，受到向上的安培力較小，則線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做加速運(yùn)動(dòng)；整個(gè)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)仍做加速運(yùn)動(dòng)；出離磁場(chǎng)時(shí)若安培力仍小于重力，則線圈仍加速離開磁場(chǎng)，故選項(xiàng)D正確.