如图所示,空间存在一有边界的匀强磁场区域,磁场方向与竖直平面(纸面)垂直,磁场边界的间距为L.一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动,线框所在平面始终与磁场方向垂直,且线框上、下边始终与磁场的边界平行.t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置I),导线框的速度为v0经历一段时间后,当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ),导线框的速度刚好为零.此后,导线框下落,经过一段时间回到初始位置I.则(  )A. 上升过程中,导线框的加速度逐渐减小B. 下降过程中,导线框的加速度逐渐减小C. 上升过程中合力做的功与下降过程中的相等D. 上升过程中克服安培力做的功比下降过程中的多

问题描述:

如图所示,空间存在一有边界的匀强磁场区域,磁场方向与竖直平面(纸面)垂直,磁场边界的间距为L.一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动,线框所在平面始终与磁场方向垂直,且线框上、下边始终与磁场的边界平行.t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置I),导线框的速度为v0经历一段时间后,当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ),导线框的速度刚好为零.此后,导线框下落,经过一段时间回到初始位置I.则(  )
A. 上升过程中,导线框的加速度逐渐减小
B. 下降过程中,导线框的加速度逐渐减小
C. 上升过程中合力做的功与下降过程中的相等
D. 上升过程中克服安培力做的功比下降过程中的多

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+B2L2vR=ma,可见,线框的速度减小时,加速度也减小.故A正确.B、下降过程中,线框做加速运动,则有mg-B2L...
答案解析: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=

B2L2v
R
,分析线框克服安培力做功的关系.
考试点:导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化.
知识点:本题关键是分析棒的受力情况,掌握安培力的表达式FA=
B2L2v
R
,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.