Question

如圖所示，用材料相同、粗細(xì)不同的導(dǎo)線(xiàn)繞成兩個(gè)邊長(zhǎng)相等的單匝正方形線(xiàn)框I、Ⅱ，使它們從勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方h處同時(shí)自由下落，線(xiàn)框平面始終與磁感線(xiàn)垂直，不計(jì)空氣阻力，則（　　）

A．兩線(xiàn)框同時(shí)落地

B．線(xiàn)框I先落地

C．線(xiàn)框I發(fā)出的熱量多

D．兩線(xiàn)框發(fā)出的熱量相同

Answer 1

分析：根據(jù)牛頓第二定律、安培力公式F=

B2L2v

R

、電阻定律、密度公式結(jié)合，推導(dǎo)出線(xiàn)框的加速度的表達(dá)式，分析加速度與導(dǎo)線(xiàn)截面積的關(guān)系，判斷加速度的大小，分析線(xiàn)框的運(yùn)動(dòng)情況，就能確定下落時(shí)間的關(guān)系．根據(jù)能量守恒定律分析線(xiàn)圈發(fā)熱量的關(guān)系．

解答：解：由v=

2gh

得知，兩個(gè)線(xiàn)圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度相等．
根據(jù)牛頓第二定律得：mg-F=ma，得
   a=g-

F

m

又安培力F=

B2L2v

R

得  a=g-

B2L2v

mR

將R=ρ電

4L

S

，m=ρ_密?4LS代入上式得
  a=g-

B2v

16ρ電ρ密

可見(jiàn)，上式各量都相同，則兩個(gè)線(xiàn)圈下落過(guò)程中加速度始終相同，運(yùn)動(dòng)情況相同，故運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，同時(shí)落地．
根據(jù)能量守恒定律得：
   Q=mgH-

1

2

mv²，下落的總高度H和落地速度v都相同，則質(zhì)量大的發(fā)熱量也大，即比較粗的線(xiàn)框I發(fā)出的熱量多．故C正確．
故選：AC

點(diǎn)評(píng)：本題要牛頓第二定律、安培力公式F=

B2L2v

R

、電阻定律、密度公式綜合研究，得到加速度的表達(dá)式，才能分析線(xiàn)圈的運(yùn)動(dòng)情況關(guān)系，考查綜合應(yīng)用物理知識(shí)的能力．