如圖所示的豎直平面內,水平條形區域I和Ⅱ內有方向垂直豎直面向裡的勻強磁場,其寬度均為d,I和Ⅱ之間有一寬度為h...
問題詳情:
如圖所示的豎直平面內,水平條形區域I和Ⅱ內有方向垂直豎直面向裡的勻強磁場,其寬度均為d,I和Ⅱ之間有一寬度為h的無磁場區域,h>d.一質量為m、邊長為d的正方形線框由距區域I上邊界某一高度處靜止釋放,在穿過兩磁場區域的過程中,通過線框的電流及其變化情況相同.重力加速度為g,空氣阻力忽略不計.則下列說法正確的是( )
A.線框進入區域Ⅰ時與離開區域Ⅰ時的電流方向相同
B.線框進入區域Ⅱ時與離開區域Ⅱ時所受安培力的方向相同
C.線框有可能勻速通過磁場區域Ⅰ
D.線框通過區域Ⅰ和區域Ⅱ產生的總熱量為Q=2mg(d+h)
【回答】
解:A、線框進入區域I時磁通量增加,離開區域I時磁通量減少,所以由楞次定律判斷知,線框進入區域I時與離開區域I時感應電流方向相反,故A錯誤.
B、根據楞次定律:感應電流阻礙導體與磁場的相對運動,可知線框進入區域Ⅱ時與離開區域Ⅱ時所受安培力的方向相同,均豎直向上.故B正確.
C、在穿過兩磁場區域的過程中,因為通過線框的電流及其變化情況相同,由I=,知線圈剛進入兩個磁場時的速度相同,運動情況相同,而在兩個磁場之間,線圈要做勻加速運動,所以線圈在磁場Ⅰ中只能減速運動,故C錯誤.
D、研究線框剛進入Ⅰ磁場到剛要磁場Ⅱ,由於動能不變,所以由能量守恆得產生的熱量為mg(d+h),而線圈通過磁場區域Ⅱ時產生的熱量也為mg(d+h),所以總熱量為2mg(d+h),故D正確.
故選:BD.
知識點:法拉第電磁感應定律
題型:多項選擇
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