Question

2．如圖所示，光滑絕緣的水平面上，一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框，在水平恒力F作用下運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)方向如圖的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為d（d＞L）．已知ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線(xiàn)框的加速度恰好為零．則線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程和從磁場(chǎng)另一側(cè)穿出的過(guò)程相比較，下列分析正確的是（　　）

• A． 線(xiàn)框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反
• B． 所受的安培力方向相反
• C． 兩過(guò)程所用時(shí)間相等
• D． 進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中線(xiàn)框產(chǎn)生的熱量較少

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(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程做勻速運(yùn)動(dòng)，完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻加速運(yùn)動(dòng)，穿出磁場(chǎng)速度大于進(jìn)入磁場(chǎng)的速度，線(xiàn)框?qū)⒆鰷p速運(yùn)動(dòng)，出磁場(chǎng)時(shí)大于或等于進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度，所用時(shí)間將縮短．根據(jù)功能關(guān)系分析熱量關(guān)系．

解答 解：A、線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)的過(guò)程，磁場(chǎng)方向相同，而磁通量變化情況相反，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)磁通量增加，穿出磁場(chǎng)時(shí)磁通量減小，由楞次定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反．故A正確．
B、根據(jù)楞次定律：感應(yīng)電流總要阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可知，安培力方向均水平向左，方向相同．故B錯(cuò)誤．
C、線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)磁通量不變，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，線(xiàn)框不受安培力而做勻加速運(yùn)動(dòng)，穿出磁場(chǎng)時(shí)，線(xiàn)框所受的安培力增大，大于恒力F，線(xiàn)框?qū)⒆鰷p速運(yùn)動(dòng)，剛出磁場(chǎng)時(shí)，線(xiàn)框的速度大于或等于進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度，則穿出磁場(chǎng)過(guò)程的平均速度較大，則進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程的時(shí)間大于穿出磁場(chǎng)過(guò)程的時(shí)間，故C錯(cuò)誤．
D、根據(jù)功能關(guān)系可知，進(jìn)入磁場(chǎng)產(chǎn)生的熱量Q₁=FL．穿出磁場(chǎng)過(guò)程，外力做正功，線(xiàn)框的動(dòng)能減小，則有FL+△E_k=Q₂．故進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量少于穿出磁場(chǎng)過(guò)程產(chǎn)生的熱量．故D正確．
故選：AD

點(diǎn)評(píng) 本題考查分析線(xiàn)框的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的能力，關(guān)鍵是分析安培力，根據(jù)合力來(lái)判斷線(xiàn)框的運(yùn)動(dòng)情況．