Question

19．如图示，闭合金属线圈abcd位于水平方向匀强磁场的上方h处，由静止开始下落，再进入磁场，在运动过程中，线圈平面始终和磁场方向垂直，那么线框在进入磁场的过程中不可能作的运动是（　　）

• A． 加速运动
• B． 匀速运动
• C． 减速运动
• D． 匀加速直线运动

Answer 1

分析 线框进入磁场后，由于电磁感应线框受到向上的安培力作用，根据安培力与重力大小关系，分析线框可能的运动情况．安培力大小与线框速度大小成正比，分析加速度的变化情况．

解答 解：设线框cd边长为L，整个线框的电阻为R，进入磁场时速度为v，此时感应电动势为E=BLv
线框中的电流为I=$\frac{BLv}{R}$，F受到向上的安培力为F=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}\sqrt{2gh}}{R}$
（1）如果F=mg，线框将匀速进入磁场；
（2）如果F＜mg，线框将加速进入磁场，但随着速度的增大，F增大，加速度减小，因此进入磁场的过程是变加速运动，且a＜g；
（3）如果F＞mg，线框将减速进入磁场，但随着速度的减小，F减小，加速度的值将减小，因此也是变减速运动．
由此可见，其运动特点是由所处高度h决定（对于确定的线框），A、B、C三种情况均有可能，故A、B、C有可能，D不可能．
本题选不可能的，故选：D．

点评 本题考查根据受力情况分析判断物体运动情况的能力．本题线框的高度未知，进入磁场时速度未知，所以安培力与重力的关系不确定，要分情况进行讨论．