如图所示,质量为3m的重物与一质量为m的线框用一根绝缘细线连接起来,挂在两个高度相同的定滑轮上,已知线框电阻为R,横边边长为L,水平方向匀强磁场的磁感应强度为B,磁场上下边界的距离、线框竖直边长均为h.初始时刻,磁场的下边缘和线框上边缘的高度差为2h,将重物从静止开始释放,线框穿出磁场前,若线框已经做匀速直线运动,滑轮质量、摩擦阻力均不计.则下列说法中正确的是( )
A.线框进入磁场时的速度为2gh
B.线框穿出磁场时的速度为mgR B2L2
C.线框通过磁场的过程中产生的热量Q=8mgh-8m3g2R2 B4L4
D.线框进入磁场后,若某一时刻的速度为v,则加速度为a=1 2g- B2L2v 4mR
A、线框进入磁场前,根据重物与线框组成的机械能守恒得:
(3mg-mg)•2h=
(3m+m)v2;1 2
解得线框进入磁场时的速度为:v=
.故A正确.2gh
B、线框进入磁场时,根据平衡条件得:3mg-mg=F安,而F安=
,B2L2v R
联立解得线框进入磁场时的速度为:v=
.2mgR B2L2
线框的高度与磁场的高度相等,线框通过磁场的过程都做匀速直线运动,所以线框穿出磁场时的速度为v=
.故B错误.2mgR B2L2
C、设线框通过磁场的过程中产生的热量为Q.对从静止到刚通过磁场的过程,根据能量守恒得:
Q=(3mg-mg)•4h-
(3m+m)v21 2
将v=
代入得:Q=8mgh-2mgR B2L2
,故C正确.8m3g2R2 B4L4
D、线框进入磁场后,若某一时刻的速度为v,对整体,根据牛顿第二定律得:
3mg-mg-
=(3m+m)aB2L2v R
解得:a=
g-1 2
.故D正确.B2L2v 4mR
故选:ACD.