题目内容

【题目】如图所示,匀强磁场的上下边界水平,宽度为,方向垂直纸面向里.质量、边长为的正方形导线框始终沿竖直方向穿过该磁场,已知边进入磁场时的速度为, 边离开磁场时的速度也为,重力加速度的大小为.下列说法正确的是( )

A. 线框进入和离开磁场时产生的感应电流方向相同

B. 线框进入和离开磁场时受到的安培力方向相反

C. 线框进入和离开磁场过程中安培力冲量相同

D. 线框穿过磁场的过程中克服安培力所做的功为

【答案】CD

【解析】线框进磁场时,cd边切割,根据右手定则知,感应电流的方向为逆时针,线框出磁场时,ab边切割,根据右手定则知,感应电流的方向为顺时针,故A错误.线框进磁场时,cd边的电流方向为c到d,根据左手定则知,线框所受的安培力方向向上,出磁场时,ab边的电流方向为a到b,根据左手定则知,线框所受的安培力向上,即线框进入和离开磁场时受到的安培力方向相同,故B错误.cd边进入磁场时的速度为v0,ab边离开磁场时的速度也为v0,由对称性可知,线圈进入磁场和出离磁场的过程中时间以及安培力的平均值相同,即安培力的冲量相同,选项C正确;cd边进入磁场时的速度为v0,ab边离开磁场时的速度也为v0,动能的变化量为零,根据动能定理知,重力做功等于克服安培力做功,则克服安培力做功W=mg(L+l),故D正确.故选CD.

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