如图所示,一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为2L的某矩形区域内(长度足够大),该区域的上下边界MN、PS
如图所示,一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为2L的某矩形区域内(长度足够大),该区域的上下边界MN、PS是水平的.有一边长为L的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的...
如图所示,一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为2L的某矩形区域内(长度足够大),该区域的上下边界MN、PS是水平的.有一边长为L的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的某高处由静止释放下落而穿过该磁场区域,已知当线框的ab边到达PS时线框刚好做匀速直线运动.以线框的ab边到达MN时开始计时,以MN处为坐标原点,取如图坐标轴x,并规定逆时针方向为感应电流的正方向,向上为力的正方向.则关于线框中的感应电流I和线框所受到的安培力F与ab边的位置坐标x的以下图线中,可能正确的是( )A.B.C.D.
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解:据题线框的ab边到达PS时线框刚好做匀速直线运动,此时线框所受的安培力与重力大小相等,即F=mg,而线框完全在磁场中运动时做匀加速运动,所以可知线框进入磁场过程,安培力应小于重力,即F<mg,只能做加速运动,不能做匀速运动或减速运动,否则通过匀加速过程,ab边到达PS时速度增大,安培力增大,安培力将大于重力,不可能匀速运动.
根据安培力公式F=
,可知:线框进入磁场的过程中,随着速度增大,产生的感应电动势和感应电流i逐渐增大,安培力逐渐增大,线框所受的合力减小,加速度减小,所以做加速度减小的变加速运动.感应电流i=
,所以感应电流i的变化率也应逐渐减小,安培力F的变化率也逐渐减小.
根据楞次定律判断可知,线框进入磁场和穿出磁场过程,所受的安培力方向都向上,为正方向.故AD正确,BC错误.
故选:AD.
根据安培力公式F=
B2L2v |
R |
BLv |
R |
根据楞次定律判断可知,线框进入磁场和穿出磁场过程,所受的安培力方向都向上,为正方向.故AD正确,BC错误.
故选:AD.
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