问题
选择题
光滑水平桌面有一个边长为L的正方形金属线框,在水平恒力F作用下运动,穿过方向垂直桌面向上的有界匀强磁场,如图所示。磁场区域的宽度为d(d>L)。已知ab边进入磁场时,线框的加速度恰好为零。关于线框进入磁场和离开磁场的过程,下列说法正确的是 ( )
A.产生的感应电流方向先为顺时针后为逆时针(俯视看)
B.通过线框截面的电量相等
C.进入磁场过程的时间少于穿出磁场过程的时间
D.进入磁场过程的发热量少于穿出磁场过程的发热量
答案
ABD
:A、线框进入磁场和穿出磁场的过程,磁场方向相同,而磁通量变化情况相反,进入磁场时磁通量增加,穿出磁场时磁通量减小,则由楞次定律可知,产生的感应电流方向相反.方向先为顺时针后为逆时针.
B、通过线框截面的电量,相等
C、由题,线框进入磁场时做做匀速运动,完全在磁场中运动时磁通量不变,没有感应电流产生,线框不受安培力而做匀加速运动,穿出磁场时,线框所受的安培力增大,大于恒力F,线框将做减速运动,刚出磁场时,线框的速度大于或等于进入磁场时的速度,则穿出磁场过程的平均速度较大,则进入磁场过程的时间大于穿出磁场过程的时间.
D、根据功能关系可知,进入磁场产生的热量Q1=FL.穿出磁场过程,线框的动能减小,则有FL+△Ek=Q2.故进入磁场过程中产生的热量少于穿出磁场过程产生的热量.。
本题考查分析线框的受力情况和运动情况的能力,关键是分析安培力,来判断线框的运动情况,再运用功能关系,分析热量关系.