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精英家教网在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小为B的匀强磁场,区域I的磁场方向垂直斜面向上,区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下,磁场的宽度均为L,一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框,由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区时,恰好以速度 v1做匀速直线运动;当ab边下滑到JP与MN的中间位置时,线框又恰好以速度v2做匀速直线运动,从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中,线框的动能变化量大小为△Ek,重力对线框做功的绝对值为W1,安培力对线框做功的绝对值为W2,下列说法中正确的有(  )
A、v2=4v1B、v2=v1C、从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中,机械能减小了W2D、从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中,线框动能的变化量大小为△Ek=W2-W1.
分析:结合线框所受重力沿斜面方向的分力与安培力相等,求出速度的大小,从而得出两个速度之比.根据除重力以外其它力做功等于机械能的增量,求出机械能的变化量.根据动能定理求出线框动能的变化量.
解答:解:A、当安培力与重力沿斜面向下的分力mgsinθ相等时,线框做匀速运动,则ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区时,有:mgsinθ=
B2L2v1
R
.ab边下滑到JP与MN的中间位置时,ab、dc两边都切割产生感应电动势,回路中总电动势为2BLv2,两边都受到安培力,则有 mgsinθ=
4B2L2v2
R
.则得到,v1=4v2.故A、B错误.
C、从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中,除重力以外电场力做功为-W2,则机械能减小了W2.故C正确.
D、从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中,根据动能定理得,△Ek=W2-W1.故D正确.
故选:CD.
点评:导体切割磁感线运动时,要抓住受力平衡及能量的转化及守恒的关系进行分析判断; 在分析能量关系时一定要找出所有发生变化的能量,增加的能量一定等于减少的能量.
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