Question

如圖所示，正方形導(dǎo)線框ABCD、abcd的邊長均為L，電阻均為R，質(zhì)量分別為2m、m，它們分別系在一跨過兩個(gè)定滑輪的輕繩兩端，且正方形導(dǎo)線框與定滑輪處于同一豎直平面內(nèi)．在兩導(dǎo)線框之間有一寬度為2L、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，開始時(shí)導(dǎo)線框ABCD的下邊與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上邊界重合，導(dǎo)線框abcd的上邊到勻強(qiáng)磁場(chǎng)的下邊界的距離為L．現(xiàn)將系統(tǒng)由靜止釋放，當(dāng)導(dǎo)線框ABCD剛好全部進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，系統(tǒng)開始做勻速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)摩擦的空氣阻力，則（　�。�

• A．兩線框剛開始做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)輕繩上的張力F_T=2mg
• B．系統(tǒng)勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小

  mgR

  B2L2

• C．導(dǎo)線框abcd通過磁場(chǎng)的時(shí)間t=

  3B2L2

  mgR

• D．兩線框從開始運(yùn)動(dòng)至等高的過程中所產(chǎn)生的總焦耳熱Q=4mgL-

  3m3g3R2

  2B4L4

Answer 1

分析：對(duì)ABCD受力分析根據(jù)平衡條件求輕繩上的張力；
從開始釋放到abcd邊剛穿出磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，全過程中，系統(tǒng)的機(jī)械能減小轉(zhuǎn)化為熱量，根據(jù)能量守恒列式求熱量．

解答：解：A、導(dǎo)線框ABCD剛好全部進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)磁通量不再變化，回路中沒有感應(yīng)電流，則線框ABCD不受安培力，只受重力和繩子拉力，做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件：
T=2mg，此時(shí)的受力情況與兩線框剛開始做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受力情況相同，故A正確；
B、ABCD完全進(jìn)入磁場(chǎng)后，abcd中開始產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)根據(jù)平衡條件：mg+

B2L2v

R

=2mg，得：v=

mgR

B2L2

，故B正確；
C、abcd勻速運(yùn)動(dòng)完全進(jìn)入磁場(chǎng)后不再有感應(yīng)電流，不再受安培力，但ABCD開始穿出磁場(chǎng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流受安培力作用，當(dāng)ABCD穿出磁場(chǎng)后不再有感應(yīng)電流不再受安培力后abcd又開始穿出磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流受安培力，受力分析知系統(tǒng)始終勻速運(yùn)動(dòng)，故abcd通過磁場(chǎng)的時(shí)間t=

3L

v

=

3B2L2

mgR

，故C正確；
D、等高時(shí)速度為v，根據(jù)能量守恒：2mgL-mgL=

1

2

（m+3m）v²+Q，得：Q=2mgL-

3m3g3R2

2B4L4

，故D錯(cuò)誤；
故選：ABC．

點(diǎn)評(píng)：本題是電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題，安培力的計(jì)算和分析能量如何轉(zhuǎn)化是解題關(guān)鍵，要加強(qiáng)訓(xùn)練，熟練掌握法拉第定律、歐姆定律、安培力等等基礎(chǔ)知識(shí)，提高解題能力．