Question

【題目】如圖所示，邊長為L電阻不計的n匝正方形金屬線框位于豎直平面內，連接的小燈泡的額定功率、額定電壓分別為P、U，線框及小燈泡的總質量為m，在線框的 下方有一勻強磁場區域，區域寬度為l，磁感應強度方向與線框平面垂直，其上、下邊界與線框底邊均水平．線框從圖示位置開始由靜止下落，穿越磁場的過程中，小燈泡始終正常發光．則（　　）

A. 有界磁場寬度l＜L

B. 磁場的磁感應強度應為

C. 線框勻速穿越磁場，速度恒為

D. 線框穿越磁場的過程中，燈泡產生的焦耳熱為mgL

Answer 1

【答案】BC

【解析】由題意知，線框在穿過磁場的過程中，燈泡始終正常發光，可知線框邊長與磁場寬度相等即：l=L，所以A錯誤；線框在穿過磁場的過程中，燈泡始終正常發光，可知線框做勻速運動，由平衡條件可知：F安=mg，P=mgv，所以穿越磁場的速度為v=P∕mg，所以C正確；由nBIL=mg，P=UI，聯立可得：，所以B正確；根據能量守恒可知，穿越磁場的過程中，線框減少的重力勢能轉化為焦耳熱，即Q=2mgL，所以D錯誤。