空间内有两个沿竖直方向的有界匀强磁场I、II,磁感应强度大小均为B,宽度均为L,边界线平行,磁场I竖直向下,磁场II竖直向上,如图所示为俯视图.一边长为L、质量为m的正方形

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

空间内有两个沿竖直方向的有界匀强磁场I、II,磁感应强度大小均为B,宽度均为L,边界线平行,磁场I竖直向下,磁场II竖直向上,如图所示为俯视图.一边长为L、质量为m的正方形导线框abcd放在光滑绝缘的水平面上,在水平恒力F作用下沿水平面通过两个磁场区域.线框的bc边始终平行于磁场区的边界,力F垂直于bc边,当bc边进入磁场I时,线框恰以速度v0做匀速运动,此时线框中的电流为i0;当ad边将要离开磁场II时线框中的电流稍小于i0,则(  )
A.bc边在磁场II中运动时线框中的电流方向为adcba
B.bc边恰进入磁场II时线框的加速度大小为
3F
m
C.bc边恰离开磁场II时线框的速度大小可能为
v0
2
D.bc边在磁场II中运动的过程中线框中电流的最小值一定小于i0
魔方格

◎ 答案

A、bc边在磁场II中运动时,ad和bc两边都切割磁感线,根据右手定则判断得知线框中感应电流方向为abcda.故A错误.
B、bc边恰进入磁场II时线框中感应电动势为E=2BLv0,感应电流为i=
E
R
,安培力为FA=2BiL,得FA=
4B2L2v0
R

而bc进入磁场I的过程中,有F=
B2L2v0
R
.则得FA=4F.根据牛顿第二定律得:FA-F=ma,解得bc边恰进入磁场II时线框的加速度大小为a=
3F
m
.故B正确.
D、ad边将要离开磁场II时线框中的电流稍小于i0,线框的速度小于v0,线框bc边恰进入磁场II时速度为v0,线框又做减速运动,所以bc边在磁场II中运动的过程中线框中电流的最小值一定小于i0.故D正确.
C、若bc边恰离开磁场II时线框的速度大小为
v0
2
.线框中产生的感应电流为i=
2BL?
v0
2
R
=i0,而bc边在磁场II中运动的过程中线框中电流的最小值一定小于i0.故C错误.
故选BD

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“空间内有两个沿竖直方向的有界匀强磁场I、II,磁感应强度大小均为B,宽度均为L,边界线平行,磁场I竖直向下,磁场II竖直向上,如图所示为俯视图.一边长为L、质量为m的正方形…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】,【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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