Question

3．如图所示，理想边界匀强磁场宽度为L，一边长为L的正方向线框自磁场边界上方L处自由下落，下列对于线框自开始下落到离开磁场区域的运动情况描述可能正确的是（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 自由下落的速度图象为过原点的一条直线，根据线框进入磁场时的受力情况确定加速度的变化，由此确定哪个图象正确．

解答 解：线框下落L的过程中属于自由下落，速度图象为过原点的一条直线；
A、进入磁场的过程中，如果安培力等于重力，则匀速运动，离开磁场过程中也是匀速运动，故A正确；
B、进入磁场的过程中，如果安培力小于重力，根据牛顿第二定律可得；mg-$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$=ma，速度增大、加速度减小，速度图象斜率不是定值，故B错误；
C、进入磁场的过程中，如果安培力大于重力，根据牛顿第二定律可得；$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$-mg=ma，速度减小、加速度减小，速度图象斜率减小，故C正确；
D、进入磁场的过程中，如果安培力小于重力，根据牛顿第二定律可得；mg-$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$=ma，速度增大、加速度减小，速度图象的斜率减小，当安培力等于重力时，匀速运动，故D正确．
故选：ACD．

点评 本题主要是考查牛顿第二定律和安培力的知识，解答本题要知道运动线框的受力情况和运动情况，根据牛顿第二定律分析加速度的大小变化关系，由此得解．