Question

13．在光滑绝缘水平面上，一边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下由静止开始运动，穿过右侧方向如图所示的有界匀强磁场区域．磁场区域的宽度为d（d＞L）．已知当ab边刚进入磁场时，线框的加速度恰好为零．则线框进入磁场的过程和从磁场另一俐穿出的过程相比较，下列说法正确的是（　　）

• A． 进人磁场的过程线圈产生的热量小于穿出磁场的过程线圏产生的热量
• B． 进人磁场的过程的时间等于穿出磁场的过程的时间
• C． 进人磁场的过程与穿出磁场的过程，通过线圈横截面的电荷量不相等
• D． 进人磁场的过程与穿出磁场的过程所受的安培力方向相反

Answer 1

分析 分析线框所受的安培力，抓住安培力与速度成正比进行分析．根据楞次定律判断安培力的方向．线框进入磁场过程做匀速运动，完全在磁场中运动时做匀加速运动，穿出磁场速度大于进入磁场的速度，线框将做减速运动，出磁场时大于或等于进入磁场时的速度，所用时间将缩短．根据功能关系分析热量关系．由q=$\frac{△Φ}{R}$分析电荷量的关系．

解答 解：A、线框进入磁场时做匀速运动，完全在磁场中运动时磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力而做匀加速运动，穿出磁场时，线框所受的安培力增大，大于恒力F，线框将做减速运动，根据功能关系可知，进入磁场产生的热量Q₁=FL．穿出磁场过程，线框的动能减小，减小的动能转化为内能，则有FL+△E_k=Q₂．故进入磁场过程中产生的内能少于穿出磁场过程产生的内能．故A正确．
B、进人磁场的过程线框做匀速运动，完全在磁场中做加速运动，穿出磁场的过程做减速运动，最小速度等于进入的速度，而两个过程位移大小相等，所以进人磁场的过程的时间长于穿出磁场的过程的时间，故B错误．
C、由q=$\frac{△Φ}{R}$知，进人磁场的过程与穿出磁场的过程穿过线框的磁通量变化量相等，则通过线圈横截面的电荷量相等，故C错误．
D、根据楞次定律：感应电流阻碍导体与磁场间相对运动，可知，安培力方向均水平向左，方向相同．故D错误．
故选：A．

点评 本题考查分析线框的受力情况和运动情况的能力，关键是分析安培力，来判断线框的运动情况，再运用功能关系，分析热量关系．