Question

一金屬方框abcd從離磁場區(qū)域上方高h處自由落下，然后進入與線框平面垂直的勻強磁場中，在進入磁場的過程中，可能發(fā)生的情況是（如圖4-4-12所示）（    ）

圖4-4-12

A.線框做加速運動，加速度a＜g             B.線框做勻速運動

C.線框做減速運動                                D.線框會反跳回原處

Answer 1

解答提示：由楞次定律的另一種表述知：感應電流的效果總是阻礙導體間的相對運動.

當線框下落進入磁場過程中，感應電流的磁場將阻礙線框進入磁場，這就說明進入磁場時產(chǎn)生的感應電流使線框受到向上的安培力.

設線框bc邊長為L，整個線框電阻為R，進入磁場時速度為v，bc邊進入磁場時感應電動勢E=BLv，線框中的電流I=，受到向上的安培力F=ILB==

（1）如果F=mg，線框將勻速進入磁場.

（2）如果F＜mg，線框將加速進入磁場，但隨著速度的增大，F(xiàn)增大，加速度減小，因此進入磁場的過程是加速度逐漸減小的加速過程.

（3）如果F＞mg，線框將減速進入磁場，但隨著速度的減小，F(xiàn)減小，加速度的值將減小，線框做加速度減小的減速運動.

由此可見，其進入磁場的運動特點是由其自由下落的高度h決定的（對于確定的線圈），A、B、C三種情況均有可能.但第四種情況D絕不可能，因為線框進入磁場，才會受到向上的安培力，受到安培力是因為有電流，可見在磁場中已經(jīng)有一部分機械能轉化為電能，機械能不守恒.

答案：ABC