空中有一方向垂直于纸面向外的匀强磁场区域如图所示,磁场区域的高度为h.一质量为m的长方形金属线框abcd(cd边长大于h)从磁场的上方下落,已知线框的ab边在磁场区域运动的过程

◎ 题目

空中有一方向垂直于纸面向外的匀强磁场区域如图所示,磁场区域的高度为h.一质量为m的长方形金属线框abcd(cd边长大于h)从磁场的上方下落,已知线框的ab边在磁场区域运动的过程都是匀速运动,所用时间为t.则线框的cd边在磁场区域运动的过程(  )
A.做匀速运动
B.所用时间比t短
C.线框产生的热量大于mgh
D.线框产生的热量等于mgh
魔方格

◎ 答案

BC

◎ 解析

试题分析:

当线框运动到如图所示的位置时做匀速直线运动,即此时受力平衡
即mg=F=

当线框下落到如图所示位置:
魔方格

此时线框中磁通量不变,无感应电动势和电流,不受安培力,只受重力,所以物体做匀加速直线运动,速度一定增大,故上边框出磁场时的速度大于下边框进入磁场的速度,所用时间比t短,故A错误,B正确。
由于当线框进入磁场时做匀速直线运动,受力mg=F安=所以进入过程重力做功与克服安培力做功一样多,即重力做功大小等于产生的热量,而上边框在磁场中运动的过程速度大于线框刚进入时速度,产生的电动势、电流大于一开始的数值,故向上的安培力大于重力,所以产生的热量大于mgh,故C正确,D错误。
故:BC

◎ 知识点

    专家分析,试题“空中有一方向垂直于纸面向外的匀强磁场区域如图所示,磁场区域的高度为h.一质量为m的长方形金属线框abcd(cd边长大于h)从磁场的上方下落,已知线框的ab边在磁场区域运动的过程…”主要考查了你对  【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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