Question

如圖所示，金屬線框abcd置于光滑水平桌面上，其右方存在一個有理想邊界的方向豎直向下的矩形勻強磁場區(qū)，磁場寬度大于線圈寬度．金屬線框在水平恒力F作用下向右運動，ab邊始終保持與磁場邊界平行．a(chǎn)b邊進入磁場時線框恰好能做勻速運動．則下列說法中正確的是（　�。�

• A、線框進入磁場過程，F(xiàn)做的功大于線框內(nèi)增加的內(nèi)能
• B、線框完全處于磁場中的階段，F(xiàn)做的功大于線框動能的增加量
• C、線框穿出磁場過程中，F(xiàn)做的功等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱
• D、線框穿出磁場過程中，F(xiàn)做的功小于線框中產(chǎn)生的焦耳熱

Answer 1

分析：線框進入磁場的過程：內(nèi)能可根據(jù)功能關系進行分析；根據(jù)動能定理分析動能的增量；
線框完全進入磁場的過程：沒有感應電流產(chǎn)生，不受安培力，線框做勻加速運動；
線框穿出磁場過程：線框做減速運動，再根據(jù)功能關系分析F做的功與線框產(chǎn)生的焦耳熱的關系．

解答：解：A、線框進入磁場的過程做勻速運動，動能不變，產(chǎn)生感應電流，根據(jù)功能關系得知，F(xiàn)做的功等于線框內(nèi)增加的內(nèi)能．故A錯誤．
B、線框完全處于磁場中的階段，磁通量不變，沒有感應電流產(chǎn)生，線框做勻加速運動，根據(jù)功能關系可知，F(xiàn)做的功等于線框動能的增加量．故B錯誤．
C、D線框穿出磁場過程中，由于速度增大，穿出時產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流大于進入磁場時的感應電動勢和感應電流，線框所受的安培力也大于進入磁場時的安培力，這樣線框做減速運動，根據(jù)功能關系得知，F(xiàn)做的功與線框動能減小量之和等于產(chǎn)生的焦耳熱，則F做的功小于線框中產(chǎn)生的焦耳熱，故C錯誤，D正確．
故選：D

點評：解決本題首先要分析線框的受力情況，判斷其完全在磁場中的運動情況，再運用功能關系分析各種能量如何變化．