Question

一金属方框abcd从离磁场区域上方高h处自由落下，然后进入与线框平面垂直的匀强磁场中，在进入磁场的过程中，可能发生的情况是（如图4-4-12所示）（    ）

图4-4-12

A.线框做加速运动，加速度a＜g             B.线框做匀速运动

C.线框做减速运动                                D.线框会反跳回原处

Answer 1

解答提示：由楞次定律的另一种表述知：感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动.

当线框下落进入磁场过程中，感应电流的磁场将阻碍线框进入磁场，这就说明进入磁场时产生的感应电流使线框受到向上的安培力.

设线框bc边长为L，整个线框电阻为R，进入磁场时速度为v，bc边进入磁场时感应电动势E=BLv，线框中的电流I=，受到向上的安培力F=ILB==

（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加速度逐渐减小的加速过程.

（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，线框做加速度减小的减速运动.

由此可见，其进入磁场的运动特点是由其自由下落的高度h决定的（对于确定的线圈），A、B、C三种情况均有可能.但第四种情况D绝不可能，因为线框进入磁场，才会受到向上的安培力，受到安培力是因为有电流，可见在磁场中已经有一部分机械能转化为电能，机械能不守恒.

答案：ABC