题目内容

如图所示,相距均为d的三条水平虚线L1、L2和L3,L1与L2、L2与L3之间分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B.一个边长也是d的正方形导线框,从L1上方一定高度处由静止开始自由下落,当ab边刚越过L1进入磁场时,恰好以速度v1做匀速直线运动;当ab边在越过L2运动到L3之前的某个时刻,线框又开始以速度v2做匀速直线运动,在线框从进入磁场到速度变为v2的过程中,设线框的动能变化量为ΔEk,重力对线框做功为W1,安培力对线框做功为W2,下列说法中正确的有

A.在导线框下落过程中,由于重力做正功,所以v2>v1
B.从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,线框动能的变化量为ΔEk=W1+W2
C.从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,线框动能的变化量为ΔEk=W1-W2
D.从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,机械能减少了W1-ΔEk
BD

当ab边刚越过L1进入磁场时,恰好以速度v1做匀速直线运动,说明线框所受的重力和安培力相平衡;当ab边在越过L2运动到L3之前的某个时刻又开始以v2做匀速直线运动,此时电路中有双电动势产生,在刚越过L2边界后,线框所受安培力变大且方向向上,线框做减速运动,速度减小,有v2<v1,故A错;由动能定理可知,线框从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,有线框重力和安培力做功,故线框动能的变化量为ΔEk=W1+W2,故B对,C错;而安培力做功使电路产生热量,线框的机械能减少,减少量为W1-ΔEk,故D正确.
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