Question

3．如图所示，一正方形闭合金属线圈，从静止开始下落一定高度后，穿越一个上下边界水平的匀强磁场区域，线圈上、下边始终与磁场边界平行．从线圈开始下落到完全穿越磁场区域的过程中，如图所示，关于线圈中的感应电流I、受到的安培力F及速度v随时间t变化的关系图象中，可能正确的是（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 分析导体框进入磁场后所做的可能的运动，进行判断和选择．安培力在电磁感应现象中是阻力，总与导体相对于磁场的运动方向相反，安培力大小与速度成正比，根据牛顿第二定律分析线框加速度的变化情况，就判断速度图象斜率的变化情况．

解答 解：A、若导体框进入磁场后安培力与重力平衡而做匀速直线运动，感应电流保持不变，完全进入磁场后，磁通量不变，没有感应电流产生，穿出磁场的过程中，由于速度大于进入时的速度，线框所受的安培力大于重力，线框将做减速运动，速度减小，安培力也减小，线框的加速度也减小，电流减小变慢，斜率变小．而且穿出与进入磁场两个过程磁通量变化情况，产生的感应电流方向相反，所以A是可能的．故A正确．
B、线框下落过程中，受到的安培力总是阻力，与线框的运动方向相反，则进入磁场和出磁场过程安培力方向相同，大小相同．故B错误．
C、线框进入磁场过程，若重力小于安培力，线框将做减速运动，随着速度的减小，安培力减小，加速度将减小，速度图象的斜率将减小；同理，线框出磁场的过程中，也是做加速度减小的减速运动．故C错误；
D、若导体框进入磁场后安培力与重力平衡而做匀速直线运动，完全进入磁场后，磁通量不变，没有感应电流产生，线框加速，所以线框出磁场的过程中由于速度大于进入时的速度，线框所受的安培力大于重力，线框将做减速运动，速度减小，安培力也减小，线框的加速度也减小，电流减小变慢，斜率变小．故D正确．
故选：AD

点评 本题关键要有分析线框的受力情况和运动情况的能力，抓住安培力是阻力，其方向总与导体相对于磁场运动的方向相反是解题的关键．
另外，要牢记线框进入磁场的过程，或出磁场的过程中，通常有三种运动的情况：
1．匀速直线运动．2．加速度减小的加速运动．3．加速度减小的减速运动．