如图7所示.一金属方框abcd从离磁场区域上方高h处自由下落.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.可能发生的情况是图7A.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.线框会跳回原处题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

如图7所示，一金属方框abcd从离磁场区域上方高h处自由下落，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（）

图7

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

思路解析：设线框cd边长为L，整个线框的电阻为R，进入磁场时速度为v，此时感应电动势为E=BLv

线框中的电流为I=

F受到向上的安培力为

（1）如果F=mg，线框将匀速进入磁场；

（2）如果F＜mg，线框将加速进入磁场，但随着速度的增大，F增大，加速度减小，因此进入磁场的过程是变加速运动，且a＜g；

（3）如果F＞mg，线框将减速进入磁场，但随着速度的减小，F减小，加速度的值将减小，因此也是变减速运动.

由此可见，其运动特点是由所处高度h决定（对于确定的线圈），A、B、C三种情况均有可能，但第四种情况D绝无可能.试想想，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，可见已经有一部分机械能转化为电能，机械能不守恒.所以，A、B、C正确.

答案：ABC

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（1）从位置（I）到位置（Ⅱ）过程中的F₁大小；
（2）c、d两点间的距离L₂；
（3）金属棒从位置（I）运动到位置（Ⅲ）的过程中，电阻R上放出的热量Q．

如图所示，两根不计电阻的光滑金属导轨MN与PQ固定在水平面内，MN是直导轨，PQ 的PQ₁段、Q₂Q₃段是直导轨、Q₁Q₂段是曲线导轨，MN、PQ₁、Q₂Q₃相互平行，M、P间接入一个阻值R=0.25Ω的电阻．质量m=1.0kg、不计电阻的金属棒在导轨上滑动时始终垂直于MN．整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中．金属棒处于位置（I）时，给金属棒一向右的初速度v₁=4m/s，同时加一恒定的水平向右的外力F₁，使金属棒向右做a=1m/s²匀减速运动；当金属棒运动到位置（Ⅱ）时，外力方向不变，改变大小，使金属棒向右做匀速直线运动2s到达位置（Ⅲ）．已知金属棒在位置（I）时，与MN、Q₁Q₂相接触于a、b两点，a、b的间距L₁=1m；金属棒在位置（Ⅱ）时，棒与MN、Q₁Q₂相接触于c、d两点；位置（I）到位置（Ⅱ）的距离为7.5m．求：

如图所示，两根不计电阻的金属导轨MNPQ放在水平面内，MN是直导轨，PQ的PQ₁段是直导轨，Q₁Q₂段是弧形导轨，Q₂Q₃段是直导轨。MN、PQ₁、Q₂Q₃相互平行，M、P间接入一个阻值为R=0.25Ω的电阻，一根质量为m=1.0kg且不计电阻的金属棒AB能在MN、PQ上无摩擦地滑动，金属棒始终垂直子MN，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方同竖直向下。金属棒处于位置（Ⅰ）时，给金属棒一个向右的速度ν₁=4m／s．同时施加方向向右的恒力只F₁=3N作用在金属棒上使金属棒向右做匀减速直线运动；当金属棒运动到位置（Ⅱ）时，外力方向不变，大小变为F₂，金属棒向右做匀速直线运动，再经过时间t=2s到达位置（Ⅲ）。金属棒在位置（Ⅰ）时，与MN、Q₁Q₂相接触于a、b两点，a、b的间距L₁=1m，金属棒在位置（Ⅱ）时，棒与MN、Q₁Q₂相接触于c、d两点。已知位置Ⅰ、Ⅱ间距为s₁=7.5m。求：

（1）金属棒从位置（Ⅰ）运动到位置（Ⅱ）的过程中，加速度的大小?

（2） c、d两点间的距离L₂?

（3）外力F₂的大小?

（4）金属棒从位置（Ⅰ）运动到位置（Ⅲ）的过程中，电阻R上放出的热量Q?

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