Question

【題目】如圖所示，在水平界面EF、 GH、JK間，分布著兩個勻強磁場，兩磁場方向水平且相反大小均為B，兩磁場高均為L寬度圓限。一個框面與磁場方向垂直、質量為m電阻為R、邊長也為上的正方形金屬框abcd,從某一高度由靜止釋放，當ab邊剛進入第一個磁場時，金屬框恰好做勻速點線運動，當ab邊下落到GH和JK之間的某位置時，又恰好開始做勻速直線運動．整個過程中空氣阻力不計．則： （ ）

A．金屬框穿過勻強磁場過程中，所受的安培力保持不變

B．金屬框從ab邊始進入第一個磁場至ab邊剛到達第二個磁場下邊界JK過程中產生的熱量為2mgL

C．金屬框開始下落時ab邊距EF邊界的距離

D．當ab邊下落到GH和JK之間做勻速運動的速度

Answer 1

【答案】D

【解析】線框向下運動，由楞次定律可知，安培力總是阻礙線框的運動，為阻礙線框運動，線框受到的安培力方向與運動方向相反，即線框受到的安培力方向始終向上，所受安培力方向始終保持不變，但是安培力大小隨速度的變化而變化，即安培力要發生變化，故A錯誤；設金屬框ab邊剛進入磁場時的速度為v1，當ab邊下落到GH和JK之間的某位置時，又恰好開始做勻速直線運動的速度為v2，由題意知，v2＜v1，對ab邊剛進入磁場，到剛到達第二個磁場的下邊界過程中，由能量守恒得：Q=mg2L+mv12-mv22，故B錯誤．當ab邊剛進入第一個磁場時，金屬框恰好做勻速直線運動，由平衡條件得：，解得：，從線框開始下落到剛進入磁場過程，由機械能守恒定律得：mgh=mv2，解得：，故C錯誤．當ab邊下落到GH和JK之間做勻速運動時，線框受到的安培力：，由平衡條件得：，解得：，故D正確．故選D。