如图所示,水平方向的有界匀强磁场区域高度为d,三个宽度均为d的由相同导线制成的闭合导线框竖直置于磁场的上方,它们的底边处在同一高度,线框的高度hA=d/2,hB=d,hC=3d/2.当导线框A、B、C由静止开始释放后,在经过匀强磁场的过程中线框受到的磁场力始终小于线框的重力,则( )
A.刚进入磁场时三个导线框的速度相同
B.线框进入磁场
后,导线框C的加速度最大d 2
C.通过磁场过程中无感应电流的时间导线框A最长
D.导线框进入磁场后,位移小于d 2以前,经相等位移时导线框C的速度最大
A、线框下落过程进入磁场前,机械能均守恒,根据机械能守恒定律得 mgh=
mv2,得v=1 2
,可知刚进入磁场时三个导线框的速度相同.故A正确.2gh
B、线框进入磁场
后,线框完全进入磁场中,没有感应电流,不受安培力,加速度等于g,而BC仍有感应电流,受到向上的安培力,则它们的加速度小于g,故线框A的加速度最大.故B错误.d 2
C、设线框的截面积为S,高度为h,电阻率为ρ1,电阻为R,密度为ρ2,则根据牛顿第二定律得,线框进入磁场后加速度为
a=
=g-mg-FA m
=g-B2d2v R m
=g-B2d2v ρ1
•ρ2•2(d+h)S2(d+h) S
,则知,线框的高度越大,加速度越大,则线框进入磁场B2d2v 4ρ1ρ2(d+h)2
后,导线框C的加速度最大,当线框A刚无感应电流时速度最小,没有感应电流时三个线框的加速度为g,A、C线框通过的位移相同,均为d 2
,B一直有感应电流,则通过磁场过程中无感应电流的时间导线框A最长.故C正确.d 2
C、由上分析得知,c线框进入磁场后加速度最大,经相等位移时导线框C的速度最大.故D正确.
故选ACD