题目内容
【题目】如图所示,一金属方框abcd从离磁场区域上方高h处自由落下,然后进入与线框平面垂直的匀强磁场中,在进入磁场的过程中,可能发生的情况是( )
A. 线框做加速运动,加速度a<g
B. 线框做匀速运动
C. 线框做减速运动
D. 线框会跳回原处
【答案】ABC
【解析】试题分析:线框进入磁场后,由于电磁感应线框受到向上的安培力作用,根据安培力与重力大小关系,分析线框可能的运动情况.安培力大小与线框速度大小成正比,分析加速度的变化情况.
解:设线框cc边长为L,整个线框的电阻为R,进入磁场时速度为v,线框受到的安培力:F=BIL=BL=BL=;
A、②如果F<mg,线框将加速进入磁场,由牛顿第二定律得:mg﹣=ma,a=g﹣,随速度增大,加速度减小,则线框将做加速度减小的加速运动,故A正确;
B、如果F=mg,线框将做匀速直线运动,故B正确;
C、如果F>mg,线框将做减速运动,由牛顿第二定律得:﹣mg=ma,a=﹣g,随速度增小,加速度减小,则线框将做加速度减小的减速运动,故C正确;
D、线框进入磁场,才会受到向上的力,同时受到向上的力是因为有电流,由于克服安培力做功,有一部分机械能转化为电能,所以机械能不守恒.所以线框不可能反跳回原处,故D错误.
故选:ABC.
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