Question

7．如圖所示，一正方形金屬線框邊長為a，從磁場(chǎng)上方某一高度、自由下落，磁場(chǎng)邊界寬為3a，則線框從進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開磁場(chǎng)的過程中，線框速度隨時(shí)間變化的圖象可能是下圖中（　�。�

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 金屬框自由下落，進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可能做加速運(yùn)動(dòng)，也可能做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)安培力與速度成正比的關(guān)系，分析加速度的變化，再選擇圖象．

解答 解：A、金屬框進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，做減速運(yùn)動(dòng)，則重力小于所受安培力；根據(jù)安培力公式F=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$可知，出磁場(chǎng)時(shí)的速度大于進(jìn)入磁場(chǎng)的速度，則出磁場(chǎng)時(shí)必定也做減速運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤；
B、金屬框進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，若重力與所受安培力平衡，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；出磁場(chǎng)時(shí)的速度大于進(jìn)入磁場(chǎng)的速度，則出磁場(chǎng)時(shí)必定做減速運(yùn)動(dòng)；由于安培力大于重力，所以速度減小時(shí)，線框所受的安培力減小，則合力減小，加速度減小，棒做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，而不是加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)．故B錯(cuò)誤；
C、開始時(shí)棒的速度增大，根據(jù)安培力公式F=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$可知，速度增大時(shí)，線框所受的安培力增大，則合力減小，加速度減小，棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)；出磁場(chǎng)時(shí)棒做減速運(yùn)動(dòng)，由于安培力大于重力，所以速度減小時(shí)，線框所受的安培力減小，則合力減小，加速度減小，棒做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)．故C正確；
D、金屬框進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，若重力與所受安培力平衡，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；出磁場(chǎng)時(shí)的速度大于進(jìn)入磁場(chǎng)的速度，則出磁場(chǎng)時(shí)必定做減速運(yùn)動(dòng)．故D錯(cuò)誤．
故選：C

點(diǎn)評(píng) 解決本題時(shí)，關(guān)鍵要注意條件不明時(shí)，要考慮各種情況．安培力與速度關(guān)系式F=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，在分析電磁感應(yīng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況時(shí)經(jīng)常用到，要在理解的基礎(chǔ)上加強(qiáng)記憶．