Question

【題目】如圖所示，空間存在一有邊界的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向與豎直平面（紙面）垂直，磁場(chǎng)邊界的間距為L(zhǎng)．一個(gè)質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，線框所在平面始終與磁場(chǎng)方向垂直，且線框上、下邊始終與磁場(chǎng)的邊界平行．t＝0時(shí)刻導(dǎo)線框的上邊恰好與磁場(chǎng)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(shí)間后，當(dāng)導(dǎo)線框的下邊恰好與磁場(chǎng)的上邊界重合時(shí)（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(shí)間回到初始位置Ⅰ（不計(jì)空氣阻力），則（ ）

A．上升過程中合力做的功與下降過程中合力做的功相等

B．上升過程中線框產(chǎn)生的熱量比下降過程中線框產(chǎn)生的熱量多

C．上升過程中，導(dǎo)線框的加速度逐漸減小

D．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

Answer 1

【答案】BC

【解析】

試題分析： 線框在運(yùn)動(dòng)過程中要克服安培力做功，消耗機(jī)械能，故返回原位置時(shí)速率減小，由動(dòng)能定理可知，上升過程動(dòng)能變化量大，合力做功多，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；分析線框的運(yùn)動(dòng)過程可知，在任一位置，上升過程的安培力大于下降過程中的安培力，而上升、下降位移相等，故上升過程克服安培力做功大于下降過程中克服安培力做的功，故上升過程中線框產(chǎn)生的熱量多，所以選項(xiàng)B正確；以線框?yàn)閷?duì)象分析受力可知，在上升過程做減速運(yùn)動(dòng)，有F安＋mg＝ma，F(xiàn)安＝，故有a＝g＋v，所以上升過程中，速度減小，加速度也減小，故選項(xiàng)C正確；在下降過程中的加速度小于上升過程的加速度，而上升、下降的位移相等，故可知上升時(shí)間較短，下降時(shí)間較長(zhǎng)，兩過程中重力做功大小相同，由功率公式可知，上升過程克服重力做功的平均功率大于下降過程重力做的平均功率，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤．