题目内容

如图所示,在光滑的水平面上宽度为L的区域内,有一竖直向下的匀强磁场.现有一个边长为a (a<L)的正方形闭合线圈以垂直于磁场边界的初速度v向右滑动,穿过磁场后速度减为v,那么当线圈完全处于磁场中时,其速度大小( )

A.大于(v+v)/2
B.等于(v+v)/2
C.小于(v+v)/2
D.以上均有可能
【答案】分析:线框进入和穿出磁场过程,受到安培力作用而做减速运动,根据动量定理和电量q=△t分析电量的关系.根据感应电量q=,分析可知两个过程线框磁通量变化量大小大小相等,两个过程电量相等.联立就可求出完全进入磁场中时线圈的速度.
解答:解:对线框进入或穿出磁场过程,设初速度为v1,末速度为v2.由动量定理可知:BL△t=mv2-mv1,又电量q=△t,得
   m(v2-v1)=BLq,
得速度变化量△v=v2-v1=
由q= 可知,进入和穿出磁场过程,磁通量的变化量相等,则进入和穿出磁场的两个过程通过导线框横截面积的电量相等,故由上式得知,进入过程导线框的速度变化量等于离开过程导线框的速度变化量.
设完全进入磁场中时,线圈的速度大小为v′,则有
  v-v′=v′-v,
解得,v′=
故选B
点评:根据动量定理求解电量或速度的变化是常用的方法,还要掌握感应电荷量公式q=,即可进行分析.
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