Question

如圖所示，空間存在一有邊界的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向與豎直平面（紙面）垂直，磁場(chǎng)邊界的間距為L。一個(gè)質(zhì)量為m、邊長也為L的正方形導(dǎo)線框沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，線框所在平面始終與磁場(chǎng)方向垂直，且線框上、下邊始終與磁場(chǎng)的邊界平行。t＝0時(shí)刻導(dǎo)線框的上邊恰好與磁場(chǎng)的下邊界重合（圖中位置Ⅰ），導(dǎo)線框的速度為v₀。經(jīng)歷一段時(shí)間后，當(dāng)導(dǎo)線框的下邊恰好與磁場(chǎng)的上邊界重合時(shí)（圖中位置Ⅱ），導(dǎo)線框的速度剛好為零。此后，導(dǎo)線框下落，經(jīng)過一段時(shí)間回到初始位置Ⅰ。則

A．上升過程中，導(dǎo)線框的加速度逐漸增大

B．下降過程中，導(dǎo)線框的加速度逐漸增大

C．上升過程中合力做的功與下降過程中的相等

D．上升過程中克服安培力做的功比下降過程中的多

Answer 1

D

解析試題分析：上升過程中，線框所受的重力和安培力都向下，線框做減速運(yùn)動(dòng)．設(shè)加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律得：，可見，線框速度減小時(shí)，加速度也減�。�故A錯(cuò)誤．下降過程中，線框做加速運(yùn)動(dòng)，則有，可見，隨著速度的增大，加速度減小．故B錯(cuò)誤．由于電磁感應(yīng)，線框中產(chǎn)生電能，根據(jù)能量守恒定律可知，線框返回原位置時(shí)速率減小，則上升過程動(dòng)能的變化量大小大于下降過程動(dòng)能的變化量大小，根據(jù)動(dòng)能定理得知，上升過程中合力做功較大．故C錯(cuò)誤．根據(jù)能量守恒定律可知，線框經(jīng)過同一位置時(shí)：上升的速率大于下降的速率，上升過程的安培力大小較大，而位移大小相等，所以上升過程中比下降過程中克服安培力做的功多．故D正確．故選D
考點(diǎn)：能量守恒定律及牛頓定律。