如图所示,相距为d的两条水平虚线之间是方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B,正方形线圈abcd边长为L(L<...
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如图所示,相距为d的两条水平虚线之间是方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B,正方形线圈abcd边长为L(L<d),质量为m、电阻为R,将线圈在磁场上方h高处由静止释放,cd边刚进入磁场时速度为v0,cd边刚离开磁场时速度也为v0,则线圈穿过磁场的过程中(从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止)( )
A.感应电流所做的功为mgd
B.感应电流所做的功为mg(d﹣L)
C.线圈的最小速度一定是2
D.线圈的最小速度可能为
【回答】
解:
A、B、根据能量守恒,研究从cd边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的过程:动能变化量为0,重力势能转化为线框进入磁场的过程中产生的热量,Q=mgd.
cd边刚进入磁场时速度为v0,cd边刚离开磁场时速度也为v0,所以从cd边刚穿出磁场到ab边离开磁场的过程,线框产生的热量与从cd边刚进入磁场到ab边刚进入磁场的过程产生的热量相等,所以线圈从cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程,产生的热量Q′=2mgd,感应电流做的功为2mgd.故AB错误.
C、因为进磁场时要减速,线圈全部进入磁场后做匀加速运动,则知线圈刚全部进入磁场的瞬间速度最小.设线圈的最小速度为vm.
线圈从开始下落到线圈刚完全进入磁场的过程,根据能量守恒定律得:mg(h+L)=Q+mv
由上可知,Q=mgd
解得线圈的最小速度为:vm=.故C错误.
D、线框可能先做减速运动,在完全进入磁场前已做匀速运动,刚完全进入磁场时的速度最小,则 mg=BIL=BL,则最小速度 v=.故D正确.
故选:D
知识点:法拉第电磁感应定律
题型:多项选择
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