Question

16．如圖所示，直線邊界ab上方有無限大的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里．一矩形金屬線框底邊與磁場邊界平行，從距離磁場邊界高度為h處由靜止釋放，下列說法正確的是（　　）

• A． 整個(gè)下落過程中，穿過線框的磁通量一直在減小
• B． 線框穿出磁場的過程中，線框中會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流
• C． 線框穿出磁場的過程中，線框受到的安培力可能一直減小
• D． 線框穿出磁場的過程中，線框的速度可能先增大后減小

Answer 1

分析 線框全部在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁通量不變；穿出磁場的過程中，磁通量減小；根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向；線圈由穿出磁場的過程中，其下邊緣剛出磁場時(shí)，因切割磁感應(yīng)線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，出現(xiàn)安培力阻力，因此依據(jù)安培力與重力的大小關(guān)系來判定線圈進(jìn)入時(shí)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，由于安培力受到速度的大小影響，則只要受到安培力，若安培力大于線圈重力mg，則線框做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)；若速度很小，則安培力小于線圈重力mg，則線框做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)；

解答 解：A、整個(gè)下落過程中，穿過線圈的磁通量先不變后減小，故A錯(cuò)誤；
B、線框穿出磁場的過程中，磁通量減小，根據(jù)楞次定律，線框中會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流，故B錯(cuò)誤；
C、若線框離開磁場時(shí)，速度很大，安培力很大，${F}_{安}^{\;}=\frac{{B}_{\;}^{2}{L}_{\;}^{2}v}{R}$比重力大得多，線框做減速運(yùn)動(dòng)，可能一直減小，故C正確；
D、線框穿出磁場的過程中，若$mg＞{F}_{安}^{\;}$，線框做加速運(yùn)動(dòng)，可能一直做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)；也可能先加速運(yùn)動(dòng)，加速度減為零，達(dá)到最大速度，再做勻速運(yùn)動(dòng)，離開磁場后做加速運(yùn)動(dòng)，不可能出現(xiàn)速度先增大后減小的情形，故D錯(cuò)誤；
故選：C

點(diǎn)評(píng) 本題電磁感應(yīng)與力學(xué)、電路知識(shí)的綜合，安培力與速度的關(guān)系要會(huì)推導(dǎo)，并會(huì)運(yùn)用牛頓第二定律分析加速度的變化．