Question

如圖所示，質(zhì)量為m邊長為L的正方形線框從某一高度自由落下后，通過高度也為L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．則關(guān)于線框通過磁場(chǎng)全過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q，下列說法正確的是（　　）

A．若線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度向上，則Q可能等于2mgL

B．若線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度向下，則Q可能大于2mgL

C．若線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度為零，則Q一定等于2mgL

D．若線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度為零，則Q可能為零

Answer 1

分析：線圈進(jìn)入磁場(chǎng)和線圈離開磁場(chǎng)的過程，由于電磁感應(yīng)，均受到向上的安培力，可能加速、減速、勻速通過磁場(chǎng)區(qū)域．

解答：解：線圈進(jìn)入磁場(chǎng)和線圈離開磁場(chǎng)的過程，由于磁通量的變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，最終導(dǎo)致受到安培力，根據(jù)楞次定律，“來拒去留”，故安培力一直向上；
A、若線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度向上，做減速運(yùn)動(dòng)，內(nèi)能的增加量等于重力勢(shì)能的減小量與動(dòng)能減少量之和，即Q大于2mgL，故A錯(cuò)誤；
B、若線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度向下，做加速運(yùn)動(dòng)，內(nèi)能的增加量與動(dòng)能增加量之和等于重力勢(shì)能的減小量，即Q小于2mgL，故B錯(cuò)誤；
C、D若線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度為零，做勻速運(yùn)動(dòng)，內(nèi)能的增加量等于于重力勢(shì)能的減小量，即Q等于2mgL，故C正確，D錯(cuò)誤；
故選：C

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵明確線圈穿過磁場(chǎng)區(qū)過程可以分為加速、勻速和減速三種情況，然后根據(jù)能量守恒定律分析，不難．