题目内容

【题目】如图所示,相距均为 d 的的三条水平虚线 L1 L2L2 L3 之间分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为 B。一个边长也是 d 的正方形导线框,从 L1 上方一定高处由静止开始自由下落,当 ab 边刚越过 L1 进入磁场时,恰好以速度 v1 做匀速直线运动;当 ab 边在越过 L2 运动到 L3之前的某个时刻,线框又开始以速度 v2 做匀速直线运动,在线框从进入磁场到速度变为 v2 的过程中,设线框的动能变化量大小为Ek,重力对线框做功大小为 W1,安培力对线框做功大小为 W2,过程中产生的电能大小为 E0,下列说法中正确的是(

A. 在导线框下落过程中,由于重力做正功,所以有 v2v1

B. 在导线框通过磁场的整个过程中,线框中的平均感应电流为 0

C. ab 边进入磁场到速度变为 v2 的过程中,线框中的电流方向没有发生变化

D. ab 边进入磁场到速度变为 v2 的过程中,线框动能的变化量大小为 EkW2W1E0

【答案】B

【解析】在导体框下落过程中,重力做正功,但安培力做负功,故不能根据重力做功判断两次匀速的速度大小;设线框的电阻为R,质量为m,当ab边进入磁场,线框匀速运动的速度大小为线框的感应电动势为: ,线框所受的安培力大小为由于线框匀速运动,根据平衡条件有: 线框以速度做匀速直线运动时,线框中总的感应电动势为: 线框所受的安培力大小为由于线框匀速运动,根据平衡条件有: ,由①②比较得A错误;在导线框通过磁场的整个过程中,线框中磁通量变化为0,则由可知通过线框截面的电荷量为0可知线框中的平均感应电流为0,故B正确由右手定则判断知,线框进入磁场时感应电流方向为顺时针,ab边在越过运动到之前感应电流方向变为逆时针,故C错误;从ab边进入磁场到速度变为的过程中,根据动能定理得:线框动能的变化量的大小为,故D错误;故选B.

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