Question

11．如圖所示，在光滑的水平面上有豎直向下（垂直紙面向里）的勻強(qiáng)磁場分布在寬度為s的區(qū)域內(nèi)．一個(gè)邊長為L（L＜s）的正方形閉合線圈以初速度v₀垂直與磁場的邊界穿過磁場后速度變?yōu)関．設(shè)線圈完全進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v′，則（　�。�

• A． v′＞$\frac{{v}_{0}+v}{2}$
• B． v′=$\frac{{v}_{0}+v}{2}$
• C． v′＜$\frac{{v}_{0}+v}{2}$
• D． 無法判斷

Answer 1

分析 線框進(jìn)入和穿出磁場過程，受到安培力作用而做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)量定理和電量q=$\overline{I}△t$分析電量的關(guān)系．根據(jù)感應(yīng)電量q=$\frac{△φ}{R}$，分析可知兩個(gè)過程線框磁通量變化量大小大小相等，兩個(gè)過程電量相等．聯(lián)立就可求出完全進(jìn)入磁場中時(shí)線圈的速度．

解答 解：對(duì)線框進(jìn)入或穿出磁場過程，設(shè)初速度為v₁，末速度為v₂．由動(dòng)量定理可知：
B$\overline{I}$L△t=mv₂-mv₁，又電量q=$\overline{I}$△t，得：
m（v₂-v₁）=BLq，
得速度變化量△v=v₂-v₁=$\frac{BLq}{m}$
由q=$\frac{△φ}{R}$可知，進(jìn)入和穿出磁場過程，磁通量的變化量相等，則進(jìn)入和穿出磁場的兩個(gè)過程通過導(dǎo)線框橫截面積的電量相等，故由上式得知，進(jìn)入過程導(dǎo)線框的速度變化量等于離開過程導(dǎo)線框的速度變化量．
設(shè)完全進(jìn)入磁場中時(shí)，線圈的速度大小為v′，則有：
v₀-v′=v′-v，
解得：v′=$\frac{{v}_{0}+v}{2}$
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)動(dòng)量定理求解電量或速度的變化是常用的方法，還要掌握感應(yīng)電荷量公式q=$\frac{△φ}{R}$，即可進(jìn)行分析．