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用同样的材料、不同粗细导线绕成大小相同但质量不同的正方形线圈Ⅰ和Ⅱ,使它们从离有界匀强磁场高度为h的地方同时自由下落,如图所示.线圈平面与磁感线垂直,空气阻力不计,则(

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用同样的材料、不同粗细导线绕成大小相同但质量不同的正方形线圈Ⅰ和Ⅱ,使它们从离有界匀强磁场高度为h的地方同时自由下落,如图所示.线圈平面与磁感线垂直,空气阻力不计,则(  )
A. 两线圈同时落地,粗线圈发热量大
B. 细线圈先落到地,细线圈发热量大
C. 粗线圈先落到地,粗线圈发热量大
D. 两线圈同时落地,细线圈发热量大
▼优质解答
答案和解析
线圈 进入磁场前做自由落体运动,由速度位移公式得:v=
2gh
,由此可知,两个线圈进入磁场时的速度相等.
根据牛顿第二定律得:mg-F=ma,解得:a=g-
F
m
,安培力:F=BIL=
B2L2v
R
,则:a=g-
B2L2v
mR

电阻:R=ρ
4L
S
,m=ρ•4LS,代入上式得:a=g-
B2v
16ρ电ρ

可见,上式各量都相同,则两个线圈下落过程中加速度始终相同,运动情况相同,故运动时间相同,同时落地.
根据能量守恒定律得:Q=mgH-
1
2
mv2=m(gH-
1
2
v2)=ρ•4LS(gH-
1
2
v2),下落的总高度H和落地速度v都相同,密度相同,
边长L,可知发热量与截面积S成正比,所以粗线圈发热量大,故A正确;
故选:A.
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