Question

1．邊長為L的正方形金屬框在水平恒力F作用下運動，穿過方向如圖所示的有界勻強磁場區(qū)域，磁場區(qū)域的寬度為d（d＞L）．已知ab邊進入磁場時，線框的加速度恰好為零，則線框進入磁場的過程和從磁場另一側(cè)穿出的過程相比較，有（　　）

• A． 產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同
• B． 所受的安培力方向相反
• C． 進入磁場過程的時間等于穿出磁場過程的時間
• D． 進入磁場過程的發(fā)熱量少于穿出磁場過程的熱量

Answer 1

分析 根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向和安培力的方向．線框進入磁場過程加速度為零，做勻速運動，完全在磁場中運動時做勻加速運動，穿出磁場速度大于進入磁場的速度，安培力增大，線框?qū)⒆鰷p速運動，出磁場時大于或等于進入磁場時的速度，所用時間將縮短．根據(jù)能量守恒定律分析熱量關(guān)系．

解答 解：A、線框進入磁場和穿出磁場的過程，磁場方向相同，而磁通量變化情況相反，進入磁場時磁通量增加，穿出磁場時磁通量減小，則由楞次定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反，故A錯誤．
B、根據(jù)楞次定律：感應(yīng)電流阻礙導(dǎo)體與磁場間相對運動，可知，安培力方向均水平向左，方向相同，故B錯誤．
C、線框進入磁場時加速度為零，做勻速運動，完全在磁場中運動時磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，線框不受安培力而做勻加速運動，則知穿出磁場時，線框所受的安培力增大，大于恒力F，線框?qū)⒆鰷p速運動，剛出磁場時，線框的速度大于或等于進入磁場時的速度，則穿出磁場過程的平均速度較大，則進入磁場過程的時間大于穿出磁場過程的時間，故C錯誤．
D、根據(jù)功能關(guān)系知，進入磁場過程的發(fā)熱量等于恒力做功．穿出磁場過程的熱量等于恒力做功與動能減小量之和，恒力做功相等，則進入磁場過程的發(fā)熱量少于穿出磁場過程的熱量，故D正確．
故選：D．

點評 本題考查分析線框的受力情況和運動情況的能力，關(guān)鍵是分析安培力，來判斷線框的運動情況．對于熱量，往往根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律分析．