Question

如圖所示，空間某區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，磁場(chǎng)上、下邊界分別位于水平面2、4處．在豎直面內(nèi)有一矩形金屬線圈，線圈上下邊的距離很短，磁場(chǎng)上下邊界之間的距離大于水平面1、2之間的距離．線圈下邊位于水平面1處，由靜止釋放．若線圈下邊剛通過(guò)水平面1、2、3（位于磁場(chǎng)中）和4時(shí)，線圈的加速度大小分別為a₁、a₂、a₃和a₄，且下落過(guò)程始終做加速運(yùn)動(dòng)，則（　　）

A．a(chǎn)₁=a₃＞a₂＞a₄

B．a(chǎn)₁＜a₂＜a₃＜a₄

C．a(chǎn)₁＞a₂＞a₃＞a₄

D．a(chǎn)₁＞a₃＞a₄＞a₂

Answer 1

分析：線圈未進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，只受重力，加速度為g．線圈進(jìn)入磁場(chǎng)后，線圈受到重力和安培力作用，分析安培力公式推導(dǎo)出安培力與速度的關(guān)系，根據(jù)牛頓第二定律分析加速度大�。�

解答：解：設(shè)線圈上下邊長(zhǎng)為l，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈電阻為R，當(dāng)線圈速度為v，且有感應(yīng)電流時(shí)，設(shè)線圈受到的安培力為F．
    則有 F=

B2l2v

R

    由題a₁=g
　　線圈下邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，根據(jù)牛頓定律，mg-F=ma₂，F(xiàn)＜mg，則a₂＜g
    線圈位于磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，沒(méi)有感應(yīng)電流，F(xiàn)=0，a₃=g
由于線圈一直做加速運(yùn)動(dòng)，v₄＞v₂，則F₄＞F₂，a₄＜a₂．
    綜上得到a₁=a₃＞a₂＞a₄
故選A

點(diǎn)評(píng)：本題屬于電磁感應(yīng)中動(dòng)態(tài)變化分析問(wèn)題，關(guān)鍵是分析安培力與速度的關(guān)系，運(yùn)用牛頓定律分析加速度的變化．