Question

20．在光滑水平面上，一質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框abcd，在水平向右的恒力F的作用下穿過(guò)某勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的方向豎直向下．寬度為L(zhǎng)（L＞l），俯視圖如圖所示．已知dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v₀，ab邊離開磁場(chǎng)時(shí)的速度仍為v₀．下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 線框進(jìn)入和離開磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同
• B． 線框進(jìn)入和離開磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力方向相反
• C． 線框窗過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)
• D． 線框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中恒力F做的功等于線框產(chǎn)生的焦耳熱

Answer 1

分析 據(jù)右手定則判斷感應(yīng)電流的方向，結(jié)合安培力和拉力的關(guān)系判斷線框的運(yùn)動(dòng)情況．根據(jù)能量守恒分析線框中產(chǎn)生的熱量與恒力做功的關(guān)系．

解答 解：A、線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，cd邊切割磁感線，由右手定則可知感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向，線框出磁場(chǎng)時(shí)，ab邊切割磁感線，感應(yīng)電流為順時(shí)針方向，故進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流方向相反，故A錯(cuò)誤；
B、由左手定則知，進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)時(shí)，線框受到的安培力都為向左，故進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)時(shí)線框受到的安培力方向相同，故B錯(cuò)誤．
C、由于線框邊長(zhǎng)l小于磁場(chǎng)寬度L，線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)歷一次加速，由于進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí)線框速度不變，因此線框在進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)先做減速運(yùn)動(dòng)，完全在磁場(chǎng)中時(shí)做勻加速運(yùn)動(dòng)，出磁場(chǎng)時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；
D、線框進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)時(shí)，應(yīng)用動(dòng)能定理mg（L+l）-W=0，W為線框克服安培力做功，安培力做功轉(zhuǎn)化為線框的焦耳熱，故D正確．
故選：D

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵通過(guò)線框所受的安培力和拉力的大小關(guān)系判斷出線框的運(yùn)動(dòng)情況，會(huì)通過(guò)右手定則或楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向．