Question

如圖3-6-12所示，甲、乙兩個(gè)完全相同的線圈，在距地面同一高度處由靜止開(kāi)始釋放，A、B是邊界范圍、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向均完全相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，只是A的區(qū)域比B的區(qū)域離地面高一些，兩線圈下落時(shí)始終保持線圈平面與磁場(chǎng)垂直.則（    ）

圖 3-6-12

A.甲先落地           B.乙先落地            C.二者同時(shí)落地           D.無(wú)法確定

Answer 1

B

解析:

先比較甲、乙線圈落地速度的大小，乙進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度較大，則安培力較大，克服安培力做功較多，即產(chǎn)生的焦耳熱較多.由能量守恒定律可知，乙線圈落地速度較小.

線圈穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)受到的安培力為變力，設(shè)受到的平均安培力為F，穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)間為Δt，下落全過(guò)程時(shí)間為t,落地時(shí)的速度為v,則全過(guò)程由動(dòng)量定理得

mgt-FΔt=mv

而FΔt=BIL·Δt，I=

所以FΔt=

可見(jiàn)，兩下落過(guò)程安培力的沖量相等.

因?yàn)関_乙＜v_甲，所以t_乙＜t_甲

即乙線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短，先落地.