Question

【題目】如圖所示，空間存在一有邊界的條形勻強磁場區(qū)域，磁場方向與豎直平面（紙面）垂直，磁場邊界的間距為L．一個質(zhì)量為m、邊長也為L的正方形導(dǎo)線框沿豎直方向運動，線框所在平面始終與磁場方向垂直，且線框上、下邊始終與磁場的邊界平行．t=0時刻導(dǎo)線框的上邊恰好與磁場的下邊界重合（圖中位置I）,導(dǎo)線框的速度為v0．經(jīng)歷一段時間后，當導(dǎo)線框的下邊恰好與磁場的上邊界重合時（圖中位置Ⅱ）,導(dǎo)線框的速度剛好為零．此后，導(dǎo)線框下落，經(jīng)過一段時間回到初始位置I（不計空氣阻力）,則（ ）

A. 上升過程中，導(dǎo)線框的加速度逐漸減小

B. 上升過程克服重力做功的平均功率小于下降過程重力的平均功率

C. 上升過程中線框產(chǎn)生的熱量比下降過程中線框產(chǎn)生的熱量的多

D. 上升過程中合力做的功與下降過程中合力做的功相等

Answer 1

【答案】AC

【解析】

試題上升過程中，線框所受的重力和安培力都向下，線框做減速運動，根據(jù)牛頓第二定律得：，可見，線框速度減小時，加速度也減�。�故A正確；由于上升過程中克服重力做功等于下降過程中的重力功，而上升過程中的速度較大，故上升的時間較短，根據(jù)可知上升過程克服重力做功的平均功率大于下降過程重力的平均功率，選項B錯誤；根據(jù)能量守恒定律可知，線框經(jīng)過同一位置時：上升的速率大于下降的速率，上升過程的安培力大小較大，而位移大小相等，所以上升過程中比下降過程中克服安培力做的功多．因為克服安培力做功等于產(chǎn)生的電能，也等于電路產(chǎn)生的熱量，故上升過程中線框產(chǎn)生的熱量比下降過程中線框產(chǎn)生的熱量的多,故C正確；由于電磁感應(yīng)，線框中產(chǎn)生電能，根據(jù)能量守恒定律可知，線框返回原位置時速率減小，則上升過程動能的變化量大小大于下降過程動能的變化量大小，根據(jù)動能定理得知，上升過程中合力做功較大．故D錯誤．