题目内容

【题目】如图所示,边长为L的正方形闭合导体线框abed质量为m,在方向水平的匀强磁场上方某髙度处自由落下并穿过磁场区域.线框在下落过程中形状不变,ab边始终保持与磁场边界线平行,线框平面与磁场方向垂直.已知磁场区域高度h>L,重力加速度为g,下列判断正确的是( )

A.若进入磁场时线框做匀速运动,则离开磁场时线框也一定做匀速运动
B.若进入磁场时线框做减速运动,则离开磁场时线框也一定做减速运动
C.若进入磁场过程中线框产生的热量为mgL,则离开磁场过程中线框产生的热量也一定等于mgL
D.若进入磁场过程线框截面中通过的电量为q,则离开磁场过程线框中通过的电量也一定等于q

【答案】B,D
【解析】解:线框在进入、离开磁场时只受安培力(竖直向上)和重力(竖直向下)的作用;在线框完全进入磁场的运动过程中,只受重力作用,向下做加速运动.

设线框的运动速度为v,则线框所受安培力

A、进入磁场时线框做匀速运动,即F=mg,完全进入磁场后加速运动,所以,v>v,所以,F>F=mg,离开时线框做减速运动,故A错误;

B、进入磁场时线框做减速运动,即F>mg,完全进入磁场后加速运动,所以,v>v,所以,F>F>mg,离开时线框做减速运动,故B正确;

C、由焦耳定律可得,进入或离开磁场时任意时刻线框中电流的热功率 ,在极短时间△t内产生的热量 ,对△Q进行叠加,可得,进入或离开磁场的过程中线框产生的热量 .因为进入、离开磁场的平均速度不一定相等,所以,两个过程产生的热量不一定相等,故C错误;

D、进入或离开磁场时任意时刻线框中电流 ,在极短时间△t内产生的电量 ,所以,对△q进行叠加,可得,进入或离开磁场的过程中线框产生的电量 ;所以,两个过程产生的电量相等,故D正确.

故选:BD.

【考点精析】通过灵活运用焦耳定律内容,掌握焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比即可以解答此题.

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