Question

3．如圖所示，光滑絕緣的水平面上，一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框，在水平恒力F作用下運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)方向如圖的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為d（d＞L）．已知ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框的加速度恰好為零．則線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程和從磁場(chǎng)另一側(cè)穿出的過(guò)程相比較，下列分析正確的是（　　）

• A． 線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同
• B． 線框所受的安培力方向相反
• C． 兩過(guò)程所用的時(shí)間相等
• D． 進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中線框產(chǎn)生的熱量較少

Answer 1

分析 根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向和安培力的方向．線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程加速度為零，做勻速運(yùn)動(dòng)，完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻加速運(yùn)動(dòng)，穿出磁場(chǎng)速度大于進(jìn)入磁場(chǎng)的速度，安培力增大，線框?qū)⒆鰷p速運(yùn)動(dòng)，出磁場(chǎng)時(shí)大于或等于進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度，所用時(shí)間將縮短； 根據(jù)功能關(guān)系分析熱量關(guān)系．

解答 解：A、線框進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)的過(guò)程，磁場(chǎng)方向相同，而磁通量變化情況相反，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)磁通量增加，穿出磁場(chǎng)時(shí)磁通量減小，則由楞次定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反，故A錯(cuò)誤．
B、根據(jù)楞次定律：感應(yīng)電流阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可知，安培力方向均水平向左，方向相同，故B錯(cuò)誤．
C、線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)磁通量不變，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，線框不受安培力而做勻加速運(yùn)動(dòng)，穿出磁場(chǎng)時(shí)，線框所受的安培力增大，大于恒力F，線框?qū)⒆鰷p速運(yùn)動(dòng)，剛出磁場(chǎng)時(shí)，線框的速度大于或等于進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度，則穿出磁場(chǎng)過(guò)程的平均速度較大，則進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程的時(shí)間大于穿出磁場(chǎng)過(guò)程的時(shí)間，故C錯(cuò)誤；
D、據(jù)功能關(guān)系可知，由于勻速進(jìn)磁場(chǎng)，故進(jìn)入磁場(chǎng)產(chǎn)生的熱量Q₁=FL； 穿出磁場(chǎng)過(guò)程，外力做正功，線框的動(dòng)能減小，則有FL+△E_k=Q₂．故進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量少于穿出磁場(chǎng)過(guò)程產(chǎn)生的熱量．故D正確．
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用，要注意明確根據(jù)楞次定律或右手定則判斷電流方向，根據(jù)受力分析可以判斷安培力以及運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)功能關(guān)系分析內(nèi)能的增加；此類題目綜合性較強(qiáng)，要注意能全面準(zhǔn)確掌握所學(xué)物理規(guī)律的應(yīng)用方法．