Question

7．如圖所示，在豎直面內(nèi)有一磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向里、高度為h的有界勻強磁場，磁場上、下邊界水平．將一邊長為l（l＜h）、質(zhì)量為m的正方形導體框abcd從磁場上方由靜止釋放，ab邊剛進入磁場的瞬間和剛穿出磁場的瞬間速度相等．已知導體框的電阻為r，導體框下落過程中，ab邊始終保持水平，重力加速度為g．則（　　）

• A． 導體框一定是減速進入磁場
• B． 導體框可能勻速穿過整個磁場區(qū)域
• C． 導體框穿過磁場的過程中，電阻產(chǎn)生的熱量為mg（l+h）
• D． 導體框進入磁場的過程中，通過某個橫截面的電荷量為$\frac{{B{l^2}}}{r}$

Answer 1

分析 線圈由靜止釋放，其下邊緣剛進入磁場和剛穿出磁場時刻的速度都是v₀，又因為線圈全部進入磁場不受安培力，要做勻加速運動．可知線圈進入磁場先要做減速運動．根據(jù)功能關(guān)系可明確產(chǎn)生的熱量大小．

解答 解：A、如果導體框進入磁場時如果是勻速或加速，則完全進入磁場后再次加速，剛出磁場時的速度一定大于剛進入磁場時的速度，與由于ab邊剛進入磁場的瞬間和剛穿出磁場的瞬間速度相等相矛盾，A正確；
B、由于l小于h，則可知，當線圈全部進入磁場時要做加速運動，故B錯誤；
C、從線框進入磁場到線框剛出磁場過程中，根據(jù)功能關(guān)系可知，產(chǎn)生的焦耳熱等于重力勢能的改變量，故為mgh，穿出和穿入過程中產(chǎn)生的焦耳熱相等，則在導體框穿過磁場的過程中，電阻產(chǎn)生的熱量為2mgh，故C錯誤；
D、導體框進入磁場的過程中，通過某個橫截面的電荷量為q=$\frac{△Φ}{r}$=$\frac{B{l}^{2}}{r}$，D正確；
故選：AD．

點評 對于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，重點是分析安培力作用下物體的平衡問題；另一條是能量，分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量如何轉(zhuǎn)化是關(guān)鍵．