Question

【題目】如圖所示，水平線MN上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外，MN上方有一單匝矩形異線框abcd，其質(zhì)量為m，電阻為R，ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1 ， bc邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2 ， cd邊離MN的高度為h．現(xiàn)將線框由靜止釋放，線框下落過程中ab邊始終保持水平，且ab邊離開磁場(chǎng)前已做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不考慮空氣阻力的影響，則從線框靜止釋放到完全離開磁場(chǎng)的過程中（ ）

A.回路中電流最大值一定為
B.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)回路中電流的熱功率為
C.整個(gè)過程中通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為
D.整個(gè)過程中導(dǎo)線框中產(chǎn)生的熱量為mg（h+L2）﹣

Answer 1

【答案】B,C
【解析】解：A、設(shè)線框在穿出磁場(chǎng)的過程中所能達(dá)到的最大速度為vm ， 則回路中最大感應(yīng)電流為：Im= ．
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得當(dāng)cd邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí)線框的速度為：v= ，因此時(shí)ab邊所受安培力大小與重力的大小關(guān)系未知，故線圈的最大速度vm與cd邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí)線框的速度v= 的大小關(guān)系未知，故A錯(cuò)誤
B、線框勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)線框處于平衡狀態(tài)，線框的重力G與線框中ab邊所受的安培力F大小相等，即mg= ，此時(shí)回路中電流的熱功率P與重力的功率相等PG
即PG=mgv= ，故B正確
C、整個(gè)過程中通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q= ，故C正確
D、設(shè)整個(gè)過程導(dǎo)線框中產(chǎn)生的熱量為Q，線框勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，則根據(jù)能量守恒定律可得：mg（L2+h）=Q+ ，其中 ，
解得：Q=mg（L2+h）﹣ ，故D錯(cuò)誤
故選：BC
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的電功率和電功，需要了解電流做功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力對(duì)電荷做功.電場(chǎng)力對(duì)電荷做功，電荷的電勢(shì)能減少，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt，這是計(jì)算電功普遍適用的公式. ? 單位時(shí)間內(nèi)電流做的功叫電功率，P=W/t=UI，這是計(jì)算電功率普遍適用的公式才能得出正確答案．