Question

【題目】如圖所示，一沿水平方向的勻強(qiáng)磁場分布在寬度為2L的某矩形區(qū)域內(nèi)(長度足夠大)，該區(qū)域的上下邊界MN、PS是水平的．有一邊長為L的正方形導(dǎo)線框abcd從距離磁場上邊界MN的某高處由靜止釋放下落而穿過該磁場區(qū)域，已知當(dāng)線框的ab邊到達(dá)PS時線框剛好做勻速直線運(yùn)動．以線框的ab邊到達(dá)MN時開始計時，以MN處為坐標(biāo)原點，取如圖所示的坐標(biāo)軸x，并規(guī)定逆時針方向為感應(yīng)電流的正方向，向上為安培力的正方向，不計空氣阻力．則關(guān)于線框中的感應(yīng)電流i和線框所受到的安培力F與ab邊的位置坐標(biāo)x的以下圖線中，可能正確的是(　　)

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】AD

【解析】據(jù)題線框的ab邊到達(dá)PS時線框剛好做勻速直線運(yùn)動，此時線框所受的安培力與重力大小相等，即，而線框完全在磁場中運(yùn)動時做勻加速運(yùn)動，所以可知線框進(jìn)入磁場過程，安培力應(yīng)小于重力，即，只能做加速運(yùn)動，不能做勻速運(yùn)動或減速運(yùn)動，否則通過勻加速過程，ab邊到達(dá)PS時速度增大，安培力增大，安培力將大于重力，不可能勻速運(yùn)動．
根據(jù)安培力公式，可知：線框進(jìn)入磁場的過程中，隨著速度增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流i逐漸增大，安培力逐漸增大，線框所受的合力減小，加速度減小，所以做加速度減小的變加速運(yùn)動，感應(yīng)電流，所以感應(yīng)電流i的變化率也應(yīng)逐漸減小，安培力F的變化率也逐漸減小；
根據(jù)楞次定律判斷可知，線框進(jìn)入磁場和穿出磁場過程，所受的安培力方向都向上，為正方向，故AD正確，BC錯誤．