Question

11．如圖，水平的平行虛線間距為d=60cm，其間有沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)阻值為R的正方形金屬線圈邊長(zhǎng)l＜d，線圈質(zhì)量m=100g．線圈在磁場(chǎng)上方某一高度處由靜止釋放，保持線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，其下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相等．不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s²，則（　�。�

• A． 線圈下邊緣剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)加速度最小
• B． 線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的電熱為0.6J
• C． 線圈在進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)過程中，電流均為逆時(shí)針方向
• D． 線圈在進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)過程中，通過導(dǎo)線截面的電量相等

Answer 1

分析 （1）正方形金屬線圈邊長(zhǎng)l＜d，剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相等，說明在其下邊緣穿過磁場(chǎng)的過程中，線框先做減速運(yùn)動(dòng)，完全在磁場(chǎng)中時(shí)線框再做加速運(yùn)動(dòng)
（2）根據(jù)能量守恒可以判斷在線圈下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)到剛穿出磁場(chǎng)過程中動(dòng)能不變，重力勢(shì)能的減小全部轉(zhuǎn)化為電能，又轉(zhuǎn)化為電熱；根據(jù)位移速度關(guān)系式解出線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度，結(jié)合動(dòng)能定理解出線框的最小速度．

解答 解：A：正方形金屬線圈邊長(zhǎng)l＜d，剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相等，說明在其下邊緣穿過磁場(chǎng)的過程中，線框先做減速運(yùn)動(dòng)，安培力大于重力；隨速度的減小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，感應(yīng)電流減小，則安培力減小，線框的加速度減�。�故A錯(cuò)誤；
B：下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相等，重力勢(shì)能的減小全部轉(zhuǎn)化為電能，又轉(zhuǎn)化為電熱，故Q=mgd=0.1×10×0.6=0.6J，故B正確；
C：根據(jù)右手定則，線圈在進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，電流均為逆時(shí)針，穿出磁場(chǎng)過程中，電流均為順時(shí)針，故C錯(cuò)誤；
D：通過導(dǎo)線截面的電量：$q=\overline{I}t=\frac{BL\overline{v}}{R}•t=\frac{BL（\overline{v}t）}{R}=\frac{BLd}{R}$，與速度無關(guān)，即進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)過程中通過導(dǎo)線截面的電量相等．故D正確．
故選：BD

點(diǎn)評(píng) 決本題的關(guān)鍵根據(jù)根據(jù)線圈下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)刻的速度是相等的，屬于簡(jiǎn)單題．