Question

【題目】如圖，上下邊界間距為l、方向水平向里的勻強磁場區域位于地面上方高l處．質量為m、邊長為l、電阻為R的正方形線框距離磁場的上邊界l處，沿水平方向拋出，線框的下邊界進入磁場時加速度為零．則線框從拋出到觸地的過程中（ ）

A.沿水平方向的分運動始終是勻速運動
B.磁場的磁感應強度為
C.產生的電能為2mgl
D.運動時間為2

Answer 1

【答案】A,C,D
【解析】解：A、線框進入磁場后，因切割磁感應線，從而產生感應電流，依據左手定則可知，兩豎直邊的安培力方向相反，因安培力的大小相等，則水平方向線框受到的合力為零，則水平方向做勻速直線運動，故A正確；
B、線框的下邊界進入磁場時加速度為零，即處于平衡狀態，則有：mg=BIl，
而閉合電路歐姆定律，則有：I= = ，
線框進入磁場的豎直方向速度為vy= ，
綜上所得，B= ，故B錯誤；
C、因線框進入磁場后，做勻速直線運動，那么減小的重力勢能轉化為電能，即產生的電能為Q=2mgl，故C正確；
D、根據分運動與合運動的等時性，并分析豎直方向的運動：先自由落體運動，后勻速下落，
自由落體運動的時間，t1= ，
因線框進入磁場的豎直方向速度為vy= ，那么勻速運動的時間為t2= = ，
因此線框從拋出到觸地的過程中，運動時間為t=t1+t2=2 ，故D正確；
故選：ACD．
A、依據左手定則判定安培力方向，再結合安培力大小表達式，及矢量的合成法則，即可判定；
B、根據線框的下邊界進入磁場時加速度為零，即有重力等于安培力，結合安培力表達式，即可求解；
C、根據功能關系，結合勻速下落，即可求解產生電能；
D、依據運動的合成與分解，結合自由落體運動學公式，求解進入磁場時，豎直方向的速度，再利用勻速下落，即可求解．