Question

如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面（纸面）垂直，磁场边界的间距为L．一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行．t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置I），导线框的速度为v0．经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位置Ⅱ），导线框的速度刚好为零．此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置I（不计空气阻力），则

A．上升过程中，导线框的加速度逐渐减小

B．上升过程克服重力做功的平均功率小于下降过程重力的平均功率

C．上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量的多

D．上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等

 

 

Answer 1

【答案】

AC

【解析】

试题分析：上升过程中，线框所受的重力和安培力都向下，线框做减速运动，根据牛顿第二定律得：，可见，线框速度减小时，加速度也减小．故A正确；由于上升过程中克服重力做功等于下降过程中的重力功，而上升过程中的速度较大，故上升的时间较短，根据可知上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程重力的平均功率，选项B错误；根据能量守恒定律可知，线框经过同一位置时：上升的速率大于下降的速率，上升过程的安培力大小较大，而位移大小相等，所以上升过程中比下降过程中克服安培力做的功多．因为克服安培力做功等于产生的电能，也等于电路产生的热量，故上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量的多,故C正确；由于电磁感应，线框中产生电能，根据能量守恒定律可知，线框返回原位置时速率减小，则上升过程动能的变化量大小大于下降过程动能的变化量大小，根据动能定理得知，上升过程中合力做功较大．故D错误．

考点：动能定理；牛顿定律、能量守恒定律及法拉第电磁感应定律。