5.如圖所示,金屬線框abcd置于光滑水平桌面上,其右方存在一個(gè)有理想邊界的方向豎直向下的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),磁場(chǎng)寬度大于線圈寬度.金屬線框在水平恒力F作用下向右運(yùn)動(dòng),ab邊始終保持與磁場(chǎng)邊界平行.a(chǎn)b邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框恰好能做勻速運(yùn)動(dòng).則下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程,F(xiàn)做的功大于線框內(nèi)增加的內(nèi)能
B.線框完全處于磁場(chǎng)中的階段,F(xiàn)做的功大于線框動(dòng)能的增加量
C.線框穿出磁場(chǎng)過(guò)程中,F(xiàn)做的功等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱
D.線框穿出磁場(chǎng)過(guò)程中,F(xiàn)做的功小于線框中線框中產(chǎn)生的焦耳熱

分析 線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程:內(nèi)能可根據(jù)功能關(guān)系進(jìn)行分析;根據(jù)動(dòng)能定理分析動(dòng)能的增量;線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程:沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,不受安培力,線框做勻加速運(yùn)動(dòng);線框穿出磁場(chǎng)過(guò)程:線框做減速運(yùn)動(dòng),再根據(jù)功能關(guān)系分析F做的功與線框產(chǎn)生的焦耳熱的關(guān)系.

解答 解:A、線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程做勻速運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不變,產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)功能關(guān)系得知,F(xiàn)做的功等于線框內(nèi)增加的內(nèi)能.故A錯(cuò)誤.
B、線框完全處于磁場(chǎng)中的階段,磁通量不變,沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,線框做勻加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)功能關(guān)系可知,F(xiàn)做的功等于線框動(dòng)能的增加量.故B錯(cuò)誤.
CD、線框穿出磁場(chǎng)過(guò)程中,由于速度比進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)增大,穿出時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流大于進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流,線框所受的安培力也大于進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的安培力,這樣線框做減速運(yùn)動(dòng),根據(jù)功能關(guān)系得知,F(xiàn)做的功與線框動(dòng)能減小量之和等于產(chǎn)生的焦耳熱,則F做的功小于線框中產(chǎn)生的焦耳熱,故C錯(cuò)誤,D正確.
故選:D.

點(diǎn)評(píng) 解決本題首先要分析線框的受力情況,判斷其完全在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況,再運(yùn)用功能關(guān)系分析各種能量如何變化.

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A.這列波的波長(zhǎng)是3m
B.這列波的傳播速度是10m/s
C.質(zhì)點(diǎn)Q(x=9m)經(jīng)過(guò)0.5s才第一次到達(dá)波峰
D.t=1s時(shí)P質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向是沿y軸負(fù)方向

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A.在0~t0時(shí)間內(nèi)加速度不變,在t0~3t0時(shí)間內(nèi)加速度減小
B.降落傘打開(kāi)后,降落傘和傘兵所受的阻力越來(lái)越小
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