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精英家教网如图所示,光滑绝缘的水平面内有竖直方向的宽度为d的匀强磁场区,磁场的磁感应强度为B.正方形金属线框abcd边长为L(L<d),质量为m,现对线框施加垂直于ab边的水平恒力F使线框从磁场左侧距磁场S处由静止开始运动,如果ab边刚进入磁场时的速度为v0,cd边刚穿出磁场时的速度也为v0,则从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程(  )
A、线框有一阶段在做匀加速运动B、线框ab边在刚进入磁场时可能做加速运动C、线框ab边在刚穿出磁场时一定是先做减速运动D、线框中产生的热量为F(d+S+L)
分析:根据线框的受力情况判断其运动情况.线框进入和穿出磁场的过程中,产生感应电流,受到安培力.完全在磁场中时,不产生感应电流,不受安培力.根据功能关系分析线框中产生的热量.
解答:解:
A、当线框完全在磁场中运动时,由于磁通量不变,没有感应电流产生,不受安培力,在恒力F的作用下做匀加速运动,故A正确.
B、据题意,ab边刚进入磁场时的速度为v0,cd边刚穿出磁场时的速度也为v0,说明线框穿出磁场与进入磁场的运动情况相同.因为线框完全在磁场中运动时做匀加速运动,所以可知,线框ab边在刚进入磁场时,可能做匀速运动,也可能做减速运动,故B错误.
C、线框穿出磁场和进入磁场的过程完全相同,所以ab边穿出磁场时,一定是先做减速运动,故C正确.
D、整个过程中,恒力F做功为 W=F(d+S+L),由于线框的动能增加,所以线框中产生的热量 Q<W,即线框中产生的热量小于F(d+S+L),故D错误.
故选:AC
点评:分析线框的运动情况时,关键要分析清楚题设的条件,抓住安培力的变化,判断线框的运动情况.
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