题目内容
如图,矩形闭合导体线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻.线框下落过程形状不变,ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行,线框平面与磁场方向垂直.设OO′下方磁场区域足够大,不计空气影响,则下列哪一个图象不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律( )
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【答案】
A
【解析】根据导体线框进入磁场的速度的不同分析线框的受力情况、运动情况,从而判断可能的v-t图象.
线框先做自由落体运动,因线框下落高度不同,故线框ab边刚进磁场时,其所受安培力F安与重力mg的大小关系可分以下三种情况:
①当F安=mg时,线框匀速进入磁场,其速度v=
,选项D有可能;
②当F安<mg时,线框加速进入磁场,又因F安=
,因此a=
,即a=g-
,速度v增大,a减小,线框做加速度逐渐减小的加速运动,选项C有可能;
③当F安>mg时,线框减速进入磁场,a=
-g,v减小,a减小,线框做加速度逐渐减小的减速运动,当线框未完全进入磁场而a减为零时,即此时F安=mg,线框开始做匀速运动,当线框完全进入磁场后做匀加速直线运动,选项B有可能.故不可能的只有选项A.
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