题目内容
【题目】如图,空间中存在一匀强磁场区域,磁感应强度大小为B,磁场方向与竖直面
纸面
垂直,磁场的上、下边界
虚线
均为水平面,间距为2L,纸面内磁场上方有一个质量为m、电阻为R的正方形导线框abcd,边长为L,其上、下两边均与磁场边界平行,若线框从上边界上方某处自由下落,恰能匀速进入磁场,则
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A. 线框释放处距离磁场上边界的高度为![]()
B. 线圈进入磁场的过程中机械能的减少量为mgL
C. 线圈进入磁场的过程中流过线圈横截面的电量为![]()
D. 线圈的ab边到达磁场下边界时的速度为![]()
【答案】BD
【解析】
应用安培力公式求出线框进入磁场过程受到的安培力;线框匀速进入磁场,应用平衡条件求出线框进入磁场时的速度,应用自由落体运动规律求出线框释放处到磁场上边界的高度;应用能量守恒定律求出线框进入磁场过程减速的机械能;由
求出通过线圈的电荷量;应用速度位移公式求出线圈ab边到达磁场下边界时的速度.
A、线框进入磁场过程受到的安培力:
,线框匀速进入磁场,由平衡条件得:
,线框进入磁场过程才速度:
,线框进入磁场前做自由落体运动,则:
,解得:
,故A错误;
B、线框匀速进入磁场,线框的动能不变重力势能减小,线圈进入磁场过程中机械能的减少量:
,故B正确;
C、线圈进入磁场的过程中流过线圈横截面的电量:
,故C错误;
D、线圈完全进入磁场后不受安培力作用而做匀加速直线运动,由速度位移公式得:
,解得:
,故D正确;
故选BD.
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