Question

【题目】如图所示，在竖直平面内有一上下边界均水平，垂直线框所在平面的匀强磁场，磁感应强度B=2.5T。正方形单匝金属线框在磁场上方h=0.45m处，质量为0.1kg，边长为0.4m，总阻值为1Ω。现将线框由静止释放，下落过程中线框ab边始终与磁场边界平行，ab边刚好进入磁场和刚好离开磁场时的速度均为2m/s，不计空气阻力，重力加速度取10m/s2则（　　）

A.cd边刚进入磁场时克服安培力做功的功率为9WB.匀强磁场区域的高度为0.65m

C.穿过磁场的过程中线框电阻产生的焦耳热为0.65JD.线框通过磁场上边界所用时间为0.3s

Answer 1

【答案】ABD

【解析】

A．cd边刚进入磁场时的速度为

cd边刚进入磁场时切割磁感线产生的感应电动势为

此时cd边受到的安培力为

则cd边刚进入磁场时克服安培力做功的功率为

故A正确；

B．ab边刚好进入磁场和刚好离开磁场时的速度均为=2m/s，根据对称性cd边刚到达下边界时的速度为3m/s，从ab边刚好进入磁场到cd边刚到达下边界时，由于线框的磁通量不变，则无电流产生，加速度为重力加速度，则有

即

得

匀强磁场区域的高度为

故B正确；

C．由能量守恒得

故C错误；

D．线框通过磁场上边界过程由动量定理得

即

此过程的电荷量为

联立解得

故D正确。

故选ABD。