题目内容
【题目】如图所示,在光滑水平面上有宽度为d的匀强磁场区域,边界线MN平行于PQ,磁场方向垂直平面向下, 磁感应强度大小为B,边长为L(L <d)的正方形金属线框,电阻为R,质量为m,在水平向右的恒力F作用下,从距离MN为处由静止开始运动,线框右边到MN时速度与到PQ时的速度大小相等,运动过程中线框右边始终与MN平行,则下列说法正确的是( )
A. 线框在进磁场和出磁场的过程中,通过线框横截面的电荷量不相等
B. 线框的右边刚进人磁场时所受安培力的大小为
C. 线框进人磁场过程中一直做加速运动
D. 线框右边从MN运动到PQ的过程中,线框中产生的焦耳热小于Fd
【答案】B
【解析】
A. 线框在进磁场和出磁场的过程中,通过线框横截面的电荷量
磁通量的变化和线框电阻为R不变,则通过线框横截面的电荷量相等,故A错误;
B. 框的右边刚进人磁场时的速度
v==
产生的感应电流
I==
线框的右边刚进人磁场时所受安培力的大小
F安=BIL=
故B正确;
C.由题知,线框右边到MN时速度与到PQ时的速度大小相等,且有L <d,则线框全部进入磁场后在恒力F作用下做加速运动,所以线框进人磁场过程中可能一直做减速运动,也可能先减速后匀速运动,故C错误;
D. 由题知,线框右边到MN时速度与到PQ时的速度大小相等,由动能定理知,线框右边从MN运动到PQ的过程中,合外力做的总功为零,恒力F做的功WF=Fd,则恒力F做的功与克服安培力做的功大小相等;克服安培力做多少功,线框中就产生多少电能,所以线框中产生的焦耳热等于Fd,故D错误。
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