题目内容

13.在如图所示的两平行虚线之间存在着垂直纸面向里、宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场,正方形线框abcd的边长为L(L<d)、质量为m、电阻为R.将线框从距离磁场的上边界为h高处由静止释放后,线框的ab边刚进入磁场时的速度为V0,ab边刚离开磁场时的速度也为V0,在线框开始进入到全部离开磁场的过程中(  )
A.线圈ab边进场阶段一定减速B.线圈ab边进场阶段可能匀速
C.感应电流所做的功为mgdD.感应电流所做的功为mgL

分析 分析清楚线框穿过磁场的过程,根据线框进入与离开磁场的速度判断线框的运动性质;
根据动能定理求出线框的ab边刚进人磁场到ab边刚离开磁场这段过程中克服安培力做的功,即可知道线框从进入到全部穿过磁场的过程中克服安培力做的功.

解答 解:AB、由于L<d,线框完全进入磁场后穿过线框的磁通量不变,不产生感应电流,线框只受重力作用而做匀加速运动,线框进入和离开此时时的速度相等,都为v0,而线框在磁场中有加速过程,因此线框进入磁场时一定减速,故A正确,B错误;
CD、线框的ab边刚进人磁场到ab边刚离开磁场这段过程中,根据动能定理得:mgd-WA=0,所以WA=mgd.线框的ab边刚进人磁场时的速度和ab边刚离开磁场时的速度相同,可知线框进磁场的过程和出磁场的过程是相同的,所以在线框从进入到全部穿过磁场的过程中,克服安培力做的功为2mgd,故CD错误.
故选:A.

点评 解决本题的关键是恰当地选择研究过程,根据动能定理求出克服安培力所做的功,以及根据动力学分析出线框的运动情况,从而明确线框进入磁场过程的运动性质.

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