题目内容
如图所示,匀强磁场存在于虚线框内,矩形线圈竖直下落.如果线圈中受到的磁场力总小于其重力,则它在1、2、3、4位置时的加速度关系为( )A.a1>a2>a3>a4
B.a1=a2=a3=a4
C.a1=a3>a2>a4
D.a4=a2>a3>a1
【答案】分析:线圈自由下落时,加速度为g.线圈进入和穿出磁场过程中,切割磁感线产生感应电流,将受到向上的安培力.线圈完全在磁场中时,不产生感应电流,线圈只受重力,加速度等于g.根据牛顿第二定律分析加速度的关系.
解答:解:线圈自由下落时,加速度为a1=g.线圈完全在磁场中时,磁通量不变,不产生感应电流,线圈不受安培力作用,只受重力,加速度为a3=g.
线圈进入和穿出磁场过程中,切割磁感线产生感应电流,将受到向上的安培力,根据牛顿第二定律得知,a2<g,a4<g.线圈完全在磁场中时做匀加速运动,到达4处的速度大于2处的速度,则线圈在4D处所受的安培力大于在2处所受的安培力,又知,磁场力总小于重力,则aB>aD,故a1=a3>a2>a4.
故选:C
点评:本题关键是分析安培力的大小和方向情况,抓住安培力大小与速度成正比,分析B、D两处安培力的大小关系.
解答:解:线圈自由下落时,加速度为a1=g.线圈完全在磁场中时,磁通量不变,不产生感应电流,线圈不受安培力作用,只受重力,加速度为a3=g.
线圈进入和穿出磁场过程中,切割磁感线产生感应电流,将受到向上的安培力,根据牛顿第二定律得知,a2<g,a4<g.线圈完全在磁场中时做匀加速运动,到达4处的速度大于2处的速度,则线圈在4D处所受的安培力大于在2处所受的安培力,又知,磁场力总小于重力,则aB>aD,故a1=a3>a2>a4.
故选:C
点评:本题关键是分析安培力的大小和方向情况,抓住安培力大小与速度成正比,分析B、D两处安培力的大小关系.
练习册系列答案
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A、垂直直面向里,B>
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B、垂直直面向里,B>
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