题目内容

如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位置匀速拉出匀强磁场,若第一次用0.3s时间拉出,外力做的功为W1,通过导线截面的电量为q1,第二次用0.9s时间拉出,外力所做的功为W2,通过导线截面的电量为q2,则( )

A.W1<W2,q1<q2
B.W1<W2,q1=q2
C.W1>W2,q1>q2
D.W1>W2,q1=q2
【答案】分析:第一次用t时间拉出,第二次用3t时间拉出,速度变为原来的倍.线框匀速运动,外力与安培力平衡,推导出安培力的表达式,根据功的定义表示出W=Fx比较功的大小.根据感应电荷量公式q=比较电量.
解答:解:设线框的长为L1,宽为L2,速度为v.
线框所受的安培力大小为FA=BIL2,又I=,E=BL2v,则得FA=
线框匀速运动,外力与安培力平衡,则外力的大小为F=FA=
外力做功为W=FL1=?L1==
可见,外力做功与所用时间成反比,则有W1>W2
两种情况下,线框拉出磁场时穿过线框的磁通量的变化量相等,根据感应电荷量公式q=可知,通过导线截面的电量相等,即有q1=q2
故选D
点评:要对两种情况下物理量进行比较,我们应该先把要比较的物理量表示出来再求解.关键要掌握安培力的推导方法和感应电荷量的表达式.
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