Question

【題目】如圖所示的豎直平面內，水平條形區域I和Ⅱ內有方向垂直豎直面向里的勻強磁場，其寬度均為d ， I和Ⅱ之間有一寬度為h的無磁場區域，h>d。一質量為m、邊長為d的正方形線框由距區域I上邊界某一高度處靜止釋放，在穿過兩磁場區域的過程中，通過線框的電流及其變化情況相同。重力加速度為g ， 空氣阻力忽略不計。則下列說法正確的是（ ）

A.線框進入區域I時與離開區域I時的電流方向相同
B.線框進入區域Ⅱ時與離開區域Ⅱ時所受安培力的方向相同
C.線框有可能勻速通過磁場區域I
D.線框通過區域I和區域Ⅱ產生的總熱量為Q=2mg(d+h)

Answer 1

【答案】B,D
【解析】由楞次定律可知，線框進入區域I時感應電流為逆時針方向，而離開區域I時的電流方向為順時針方向，故選項A錯誤；
由楞次定律可知，線框進入區域Ⅱ時與離開區域Ⅱ時所受安培力的方向相同，均向上，選項B正確；
因穿過兩磁場區域的過程中，通過線框的電流及其變化情況相同，則可知線圈進入磁場區域I一定是減速運動，選項C錯誤；
線圈出離磁場區域I的速度應等于出離磁場區域Ⅱ的速度，則在此過程中，線圈的機械能的減小量等于線圈通過產生區域Ⅱ產生的電能，即Q2= mg(d+h)，則線框通過區域I和區域Ⅱ產生的總熱量為Q=2Q2=2mg(d+h)，選項D正確。
故選BD
本題考查楞次定律的理解和應用。楞次定律：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。