Question

【題目】如圖所示，水平線MN上方存在勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向外，MN上方有一單匝矩形異線框αbcd，其質量為m，電阻為R， αb邊長為L1，bc邊長為L2，cd邊離MN的高度為h。現將線框由靜止釋放，線框下落過程中αb邊始終保持水平，且αb邊離開磁場前已做勻速直線運動，不考慮空氣阻力的影響，則從線框靜止釋放到完全離開磁場的過程中：

A. 回路中電流最大值一定為

B. 勻速運動時回路中電流的熱功率為

C. 整個過程中通過導線橫截面的電荷量為

D. 整個過程中導線框中產生的熱量為

Answer 1

【答案】BC

【解析】設線框在穿出磁場的過程中所能達到的最大速度為，則回路中最大感應電流為．由運動學公式可得當cd邊剛穿出磁場時線框的速度為，因此時ab邊所受安培力大小與重力的大小關系未知，故線圈的最大速度與cd邊剛穿出磁場時線框的速度的大小關系未知，故A錯誤；線框勻速運動時線框處于平衡狀態，線框的重力G與線框中ab邊所受的安培力F大小相等，即，此時回路中電流的熱功率P與重力的功率相等，即，故B正確；整個過程中通過導線橫截面的電荷量，故C正確；設整個過程導線框中產生的熱量為Q，線框勻速運動的速度為v，則根據能量守恒定律可得，其中，
解得，D錯誤