Question

如圖所示，空間存在一有邊界的條形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向與豎直平面（紙面）垂直，磁場邊界的間距為。一個(gè)質(zhì)量為、邊長也為的正方形導(dǎo)線框沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，線框所在平面始終與磁場方向垂直，且線框上、下邊始終與磁場的邊界平行。時(shí)刻導(dǎo)線框的上邊恰好與磁場的下邊界重合（圖中位置Ⅰ），導(dǎo)線框的速度為。經(jīng)歷一段時(shí)間后，當(dāng)導(dǎo)線框的下邊恰好與磁場的上邊界重合時(shí)（圖中位

置Ⅱ），導(dǎo)線框的速度剛好為零。此后，導(dǎo)線框下落，經(jīng)過一段時(shí)間回到初始位置Ⅰ。則   （   ）

A．上升過程中，導(dǎo)線框的加速度逐漸增大

B．下降過程中，導(dǎo)線框的加速度逐漸增大

C．上升過程中，合力做的功與下降過程中合力做的功相等

D．上升過程中，克服安培力做的功比下降過程中的多

 

Answer 1

【答案】

D

【解析】

試題分析：在導(dǎo)線框的上邊在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于穿過線圈的磁通量增大，所以產(chǎn)生的安培力向下，當(dāng)導(dǎo)線框的下邊做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于穿過線圈的磁通量減小，所以產(chǎn)生的安培力向下，線框還受到豎直向下的重力作用，所以加速度向下，物體做減速運(yùn)動(dòng)，由于速度在減小，所以安培力在減小，故線框向下的合力在減小，所以加速度在減小，A錯(cuò)誤；

下降過程中，根據(jù)楞次定律可得受到的安培力向上，重力大于安培力，所以加速度向下，合力向下，速度越來越大，安培力越來越大，所以向下的合力減小，故加速度減小，B錯(cuò)誤

根據(jù)可得上升和下降過程中合力不同，所以做功不同，C錯(cuò)誤；

由于上升和下降過程中需要克服安培力做功，所以系統(tǒng)產(chǎn)生熱能，故在上升和下降的同一位置時(shí)上升的速度大于下降的速度，故上升過程中平均安培力大于下降過程中的平均安培力，所以上升過程中，克服安培力做的功比下降過程中的多，D正確；

故選D

考點(diǎn)：考查了導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)，功能關(guān)系等

點(diǎn)評：做本題的關(guān)鍵是對兩條邊在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的安培力的變化進(jìn)行分析