题目内容
如图所示,相距为d的两水平虚线p1、p2表示方向垂直纸面向里的匀强磁场的上下边界,磁场的磁感应强度为B。正方形线框abcd的边长为L(L<d)、质量为m、电阻为R,线框处在磁场正上方,ab边与虚线p1相距h。线框由静止释放,下落过程中线框平面始终在竖直平面内,线框的ab边刚进入磁场时的速度和ab边刚离开磁场时的速度相同。在线框从进入到全部穿过磁场的过程中,下列说法正确的是( )
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A.线框克服安培力所做的功为mgd B.线框克服安培力所做的功为mgL
C.线框的最小速度为
D.线框的最小速度为![]()
【答案】
D
【解析】线框进入磁场时一定时减速进入,否则穿出时速度不会相等,由题干可判断进入磁场过程与穿出磁场过程完全一样,线框从线框刚进入到刚要穿出,动能没有变,重力势能的减小量等于克服安培力做的功,为mg(d-L),穿进穿出产生的焦耳热相等,所以整个过程克服安培力做工为2 mg(d-L),线框完全进入时速度最小,只有此时的安培力等于重力才有最小速度为
,C错,从线框一开始到完全进入有:
,W1为克服安培力做功,W1= mg(d-L),带入公式的最小速度为![]()
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