Question

1．如圖所示，水平地面上方的有界矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，一個粗細均勻閉合正方形線圈abcd（邊長小于磁場豎直高度），在距磁場上界面一定高處由靜止開始自由下落，ab邊進入磁場時剛好做勻速運動，最后從下邊穿出磁場．運動過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界．不計空氣阻力，則下列判斷正確的是（　�。�

• A． 線圈從進入磁場到穿出磁場的整個過程，bc邊始終不受安培力作用
• B． 線圈穿出磁場過程產(chǎn)生的焦耳熱大于進入磁場過程
• C． 線圈從下邊穿出磁場的時間等于從上方進入磁場的時間
• D． 線圈從下邊穿出磁場的某一時刻ab兩端的電壓有可能小于從上方進入磁場時ab兩端的電壓

Answer 1

分析 穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈受到安培力作用，分析清楚線圈的運動過程，然后分析答題．

解答 解：A、線圈從進入磁場與離開磁場過程穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中有感應(yīng)電流，bc邊受到安培力作用，故A錯誤；
B、線圈勻速進入磁場，完全進入磁場后線圈做勻加速運動，線圈離開磁場過程做減速運動，由能量守恒定律可知，線圈進入磁場過程產(chǎn)生的焦耳熱：Q=mgL，離開磁場過程產(chǎn)生的焦耳熱：Q′=mgL+△E_K，線圈穿出磁場過程產(chǎn)生的焦耳熱大于進入磁場過程，故B正確；
C、線圈勻速進入磁場，線圈離開磁場時的平均速度大于線圈進入磁場時的速度，進入與離開磁場的位移相等，則線圈從下邊穿出磁場的時間小于從上方進入磁場的時間，故C錯誤；
D、線圈離開磁場過程時的速度大于進入磁場時的速度，由E=BLv可知，線圈離開磁場時的感應(yīng)電動勢大于進入磁場時的感應(yīng)電動勢，線圈進入磁場時ab兩端電壓：U=$\frac{3}{4}$E，線圈離開磁場時ab兩端電壓：U′=$\frac{1}{4}$E′，E′＞E，線圈從下邊穿出磁場的某一時刻ab兩端的電壓有可能小于從上方進入磁場時ab兩端的電壓，故D正確；
故選：BD．

點評 本題關(guān)鍵要抓住線圈勻速運動，受力平衡，運用電磁感應(yīng)與力學(xué)規(guī)律結(jié)合進行解題，要注意ab相當(dāng)于電源，ab間的電壓是外電壓，而不是內(nèi)電壓．