题目内容

(2013?安庆三模)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个匀强磁场,磁场Ⅰ垂直斜面向上、磁感应强度大小为B,磁场Ⅱ垂直斜面向下、磁感应强度大小为2B,磁场的宽度MJ和JG均为L,一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框,由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区域时,线框恰好以速度v1做匀速直线运动;当ab边下滑到JP与MN的中间位置时,线框又恰好以速度v2做匀速直线运动.从ab边进入磁场Ⅰ至ab边运动到JP与MN中间位置的过程中,线框的机械能减少量为△E,重力对线框做功的绝对值为W1,安培力对线框做功的绝对值为W2,下列说法中正确的是(  )
分析:线框匀速运动时,重力沿斜面向下的分力与安培力平衡,推导出安培力,得到V1:V2.从ab进入磁场Ⅰ至ab运动到JP与MN中间位置的过程中,线框的机械能减少转化为电能,由功能关系得到△E=W2
解答:解:A、B、从ab进入磁场Ⅰ至ab运动到JP与MN中间位置的过程中,线框的机械能减少转化为电能,由功能关系得:△E=W2.故A、B均错误.
C、D、当ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区时,线框所受的安培力大小为:
F1=BI1L,I1=
BLv1
R

得:F1=
B2L2v1
R

由于线框匀速运动,则有:mgsinθ=F1
得mgsinθ=
B2L2v1
R
…①
当ab边下滑到JP与MN的中间位置时,线框所受的安培力大小为:
F2=BI2L,I2=
2BLv2
R

得:F2=2
B2L2v2
R

由平衡条件得:mgsinθ=2F2
得:mgsinθ=4
B2L2v2
R
…②
由①②得:v1:v2=4:1.故C正确,D错误.
故选:C
点评:本题的解题关键是推导出安培力与速度的关系式,要注意:ab边下滑到JP与MN的中间位置时,ab与cd都切割磁感线,产生两个感应电动势,线框ab和cd两边都受到安培力作用.
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