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如图所示,为宽度均为2L有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,距磁场区域的左侧L处,有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直,现用恒力F

题目详情

如图所示,为宽度均为2L有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,距磁场区域的左侧L处,有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直,现用恒力F使线框从静止开始向右运动并穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,x表示线框相对释放点的位移,已知线框刚进入磁场即做匀速运动,规定感应电流I沿顺时针方向时为正,外力P向右为正.用a表示加速度,v表示线框的速度,Ek表示线框的动能,则图中可能正确的是(  )
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▼优质解答
答案和解析
A、在0-L内线框做匀加速直线运动,加速度a=Fm保持不变,在L-2L内线框做匀速直线运动,a=0,在2L-3L内线框做匀加速直线运动,加速度a=
F
m
保持不变,在3L-4L内线框做减速直线运动,的加速度:a′=
F安培力-F
m
=
B2L2v
R
-
F
m
,由于线框做减速直线运动,加速度越来越小且加速度减小的越来越慢,即线框做加速度减小的减速运动,故A正确;
B、在0-L内线框做匀加速直线运动,在L-2L内线框做匀速直线运动,在2L-3L内线框做匀加速直线运动,在3L-4L内做加速度减小的减速直线运动,故B正确;
C、在0-L内线框做初速度为零的匀加速直线运动,动能:EK=Fx,在L-2L内线框做匀速直线运动,动能保持不变;在2L-3L内线框做匀加速直线运动,EK=EK0+Fx,在3L-4L内做加速度减小的减速直线运动,动能随x减小的越来越慢,故C正确;
D、在0-L内线框不切割磁感线,不产生感应电流,I=0,在L-2L内线框做匀速直线运动,感应电流:I=
BLv
R
保持不变,在2L-3L内穿过线框的磁通量不变,I=0,在3L-4L内做加速度减小的减速直线运动,感应电流减小,由右手定则可知,L-2L与3L-4L内的电流方向相反,故D正确;
故选:ABCD.
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