问题 选择题

如图所示,空间存在一有边界的条形匀强磁场区域,磁场方向与竖直平面(纸面)垂直,磁场边界的间距为。一个质量为、边长也为的正方形导线框沿竖直方向运动,线框所在平面始终与磁场方向垂直,且线框上、下边始终与磁场的边界平行。时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置Ⅰ),导线框的速度为。经历一段时间后,当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位

置Ⅱ),导线框的速度刚好为零。此后,导线框下落,经过一段时间回到初始位置Ⅰ。则   (   )

A.上升过程中,导线框的加速度逐渐增大

B.下降过程中,导线框的加速度逐渐增大

C.上升过程中,合力做的功与下降过程中合力做的功相等

D.上升过程中,克服安培力做的功比下降过程中的多

答案

答案:D

题目分析:在导线框的上边在磁场中运动时,由于穿过线圈的磁通量增大,所以产生的安培力向下,当导线框的下边做切割磁感线运动时,由于穿过线圈的磁通量减小,所以产生的安培力向下,线框还受到竖直向下的重力作用,所以加速度向下,物体做减速运动,由于速度在减小,所以安培力在减小,故线框向下的合力在减小,所以加速度在减小,A错误;

下降过程中,根据楞次定律可得受到的安培力向上,重力大于安培力,所以加速度向下,合力向下,速度越来越大,安培力越来越大,所以向下的合力减小,故加速度减小,B错误

根据可得上升和下降过程中合力不同,所以做功不同,C错误;

由于上升和下降过程中需要克服安培力做功,所以系统产生热能,故在上升和下降的同一位置时上升的速度大于下降的速度,故上升过程中平均安培力大于下降过程中的平均安培力,所以上升过程中,克服安培力做的功比下降过程中的多,D正确;

故选D

点评:做本题的关键是对两条边在磁场中运动时,受到的安培力的变化进行分析

单项选择题
单项选择题