Question

如圖，矩形閉合導(dǎo)體線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方，由不同高度靜止釋放，用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻．線框下落過程形狀不變，ab邊始終保持與磁場(chǎng)水平邊界線OO′平行，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直．設(shè)OO′下方磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，不計(jì)空氣影響，則下列哪一個(gè)圖象不可能反映線框下落過程中速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律(　　)

 

 

Answer 1

【答案】

A

【解析】根據(jù)導(dǎo)體線框進(jìn)入磁場(chǎng)的速度的不同分析線框的受力情況、運(yùn)動(dòng)情況，從而判斷可能的v－t圖象．

線框先做自由落體運(yùn)動(dòng)，因線框下落高度不同，故線框ab邊剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)，其所受安培力F安與重力mg的大小關(guān)系可分以下三種情況：

①當(dāng)F安＝mg時(shí)，線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，其速度v＝，選項(xiàng)D有可能；

②當(dāng)F安＜mg時(shí)，線框加速進(jìn)入磁場(chǎng)，又因F安＝，因此a＝，即a＝g－，速度v增大，a減小，線框做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C有可能；

③當(dāng)F安＞mg時(shí)，線框減速進(jìn)入磁場(chǎng)，a＝－g，v減小，a減小，線框做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框未完全進(jìn)入磁場(chǎng)而a減為零時(shí)，即此時(shí)F安＝mg，線框開始做勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B有可能．故不可能的只有選項(xiàng)A.