(2014•江西模拟)如图所示,空间存在一有边界的条形匀强磁场区域,磁场方向与竖直平面(纸面)垂直,磁场边界的间距为L.

1个回答

  • 解题思路:解答本题应分析线框的受力,根据牛顿第二定律得到加速度与速度的关系,即可分析加速度的变化情况;

    根据能量守恒分析线框返回原位置时速率关系,由动能定理判断上升和下降两过程合力做功关系.

    根据安培力表达式FA=

    B

    2

    L

    2

    v

    R

    ,分析线框克服安培力做功的关系.

    A、上升过程中,线框所受的重力和安培力都向下,线框做减速运动.设加速度大小为a,根据牛顿第二定律得:mg+

    B2L2v

    R=ma,a=g+

    B2L2v

    mR,由此可知,线框速度v减小时,加速度a也减小,故A正确.

    B、下降过程中,线框做加速运动,则有mg-

    B2L2v

    R=ma′,a′=g-

    B2L2v

    mR,由此可知,下降过程加速度小于上升过程加速度,上升过程位移与下降过程位移相等,则上升时间短,下降时间长,上升过程与下降过程重力做功相同,则上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程重力的平均功率,故B错误;

    C、线框产生的焦耳热等于克服安培力做功,对应与同一位置,上升过程安培力大于下降过程安培力,上升与下降过程位移相等,则上升过程克服安培力做功等于下降过程克服安培力做功,上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量的多,故C正确;

    D、在电磁感应现象中,线框中产生电能,根据能量守恒定律可知,线框返回原位置时速率减小,则上升过程动能的变化量大小大于下降过程动能的变化量大小,根据动能定理得知,上升过程中合力做功较大,故D错误.

    故选:AC.

    点评:

    本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化.

    考点点评: 本题关键是分析受力,根据牛顿第二定律研究加速度如何变化.根据能量守恒分析安培力做功关系.

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