Question

【題目】如圖，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)均勻?qū)Ь�(xiàn)制成的單匝正方形閉合線(xiàn)框abcd自磁場(chǎng)上方h高度處自由下落，剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)恰好做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)減小下落的高度h也能使線(xiàn)框在剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)就做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則可行的方案是（ ）

A.用同種規(guī)格的導(dǎo)線(xiàn)，做成邊長(zhǎng)為2L的單匝線(xiàn)框
B.用同種規(guī)格的導(dǎo)線(xiàn)，做成邊長(zhǎng)仍為L(zhǎng)的雙匝線(xiàn)框
C.用同種材料但粗一些的導(dǎo)線(xiàn)，做成邊長(zhǎng)仍為L(zhǎng)的單匝線(xiàn)框
D.用密度相同但電阻率較小的導(dǎo)線(xiàn)，做成邊長(zhǎng)為2L的單匝線(xiàn)框

Answer 1

【答案】D
【解析】解：設(shè)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v，cd邊產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì) E=BLv
線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流 I= ，cd邊受到的安培力 F=BIL=
線(xiàn)圈做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得：
mg=
解得：v=
根據(jù)此式得：
A、將L→2L，方程式中的R→2R，m→2m，L→2L，而h減小，v減小，上述等式不成立，所以此方案不行，故A錯(cuò)誤．
B、做成邊長(zhǎng)仍為L(zhǎng)的雙匝線(xiàn)框，兩匝線(xiàn)圈是串聯(lián)關(guān)系，易得：m′=2m，R′=2R，E′=2E，而v減小，上述等式不成立，所以此方案不行，故B錯(cuò)誤．
C、設(shè)導(dǎo)線(xiàn)的電阻率為ρ電 ， 密度為ρ，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，橫截面積是S．
則v= = = ，與S、L無(wú)關(guān)，
可知用同種材料但粗一些的導(dǎo)線(xiàn)，做成邊長(zhǎng)仍為L(zhǎng)的單匝線(xiàn)框上述方程不成立，說(shuō)明線(xiàn)框不能再做勻速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤．
D、用密度相同但電阻率較小的導(dǎo)線(xiàn)，做成邊長(zhǎng)為2L的單匝線(xiàn)框，v= 能成立，則線(xiàn)框仍做勻速運(yùn)動(dòng)，故D正確．
故選：D．
【考點(diǎn)精析】掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象是解答本題的根本，需要知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如果回路閉合，則有感應(yīng)電流，回路不閉合，則只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而無(wú)感應(yīng)電流．