题目内容
(2010?闵行区二模)边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下运动,穿过方向如图所示的有界匀强磁场区域.磁场区域的宽度为d(d>L).已知ab边进入磁场时,线框的加速度恰好为零.则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较,有( )
分析:分析线框所受的安培力,抓住安培力与速度成正比进行分析.根据楞次定律判断安培力的方向.线框进入磁场过程做匀速运动,完全在磁场中运动时做匀加速运动,穿出磁场速度大于进入磁场的速度,线框将做减速运动,出磁场时大于或等于进入磁场时的速度,所用时间将缩短.根据功能关系分析热量关系.
解答:解:A、由题,线框进入磁场时做匀速运动,完全在磁场中运动时磁通量不变,没有感应电流产生,线框不受安培力而做匀加速运动,穿出磁场时,线框所受的安培力增大,大于恒力F,线框将做减速运动,故A错误.
B、根据楞次定律:感应电流阻碍导体与磁场间相对运动,可知,安培力方向均水平向左,方向相同.故B错误.
C、根据功能关系可知,进入磁场产生的热量Q1=FL.穿出磁场过程,线框的动能减小,减小的动能转化为内能,则有FL+△Ek=Q2.故进入磁场过程中产生的内能少于穿出磁场过程产生的内能.故C正确.
D、由上分析可知,线框进入磁场过程的速度小于与穿出磁场过程的速度,由F=
可知,两个过程所受的安培力大小不相等.故D错误.
故选C
B、根据楞次定律:感应电流阻碍导体与磁场间相对运动,可知,安培力方向均水平向左,方向相同.故B错误.
C、根据功能关系可知,进入磁场产生的热量Q1=FL.穿出磁场过程,线框的动能减小,减小的动能转化为内能,则有FL+△Ek=Q2.故进入磁场过程中产生的内能少于穿出磁场过程产生的内能.故C正确.
D、由上分析可知,线框进入磁场过程的速度小于与穿出磁场过程的速度,由F=
B2L2v |
R |
故选C
点评:本题考查分析线框的受力情况和运动情况的能力,关键是分析安培力,来判断线框的运动情况,再运用功能关系,分析热量关系.
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