Question

【題目】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

【答案】B,D
【解析】解答：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： ，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
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．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解楞次定律的相關(guān)知識(shí)，掌握楞次定律適用于一般情況的感應(yīng)電流方向的判定，而右手定則只適用于導(dǎo)線切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況，此種情況用右手定則判定比用楞次定律判定簡(jiǎn)便．