Question

如圖所示，一沿水平方向的勻強磁場分布在豎直高度為2L的某矩形區域內（寬度足夠大），該區域的上下邊界MN、PS是水平的。有一邊長為L的正方形導線框abcd從距離磁場上邊界MN的某高處由靜止釋放下落而穿過該磁場區域。已知當線框的ab邊到達MN時線框剛好做勻速直線運動（以此時開始計時），以MN處為坐標原點，取如圖坐標軸x，并規定逆時針方向為感應電流的正方向，則關于線框中的感應電流與ab邊的位置坐標x間的以下圖線中，可能正確的是

Answer 1

D

試題分析：由于ab邊向下運動，由右手定則可以判斷出，線框在進入磁場時，其感應電流的方向為abcd，沿逆時針方向，故在圖像中，0～L的這段距離內，電流是正的；線框完全進入磁場后，穿過線框的磁通量沒有變化，故其感應電流為0；當線框的ab邊從磁場的下邊出來時，由于其速度要比ab邊剛入磁場時的速度大，故其感應電流要比I₀大，感應電流的方向與ab邊剛入磁場時相反；
由于ab邊穿出磁場時其速度較大，產生的感應電流較大，且其電流與線框的速度成正比，即線框受到的安培力與線框的速度也成正比，與剛入磁場時線框受到的平衡力做對比，發現線框受到的合外力方向是向上的，即阻礙線框的下落，且合外力是變化的，故線框做的是變減速直線運動，產生的電流也是非均勻變化的，故A、B不對；再就整體而言，線框穿出磁場時的動能要大于穿入磁場時的動能，故穿出時的電流要大于I₀，所以C不對，D是正確的。