Question

如圖所示，空間存在一有邊界的條形勻強磁場區域，磁場方向與豎直平面（紙面）垂直，磁場邊界的間距為L。一個質量為m、邊長也為L的正方形導線框沿豎直方向運動，線框所在平面始終與磁場方向垂直，且線框上、下邊始終與磁場的邊界平行。t=0時刻導線框的上邊恰好與磁場的下邊界重合（圖中位置I），導線框的速度為v₀。經歷一段時間后，當導線框的下邊恰好與磁場的上邊界重合時（圖中位置Ⅱ），導線框的速度剛好為零。此后，導線框下落，經過一段時間回到初始位置I（不計空氣阻力），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．上升過程中線框產生的熱量比下降過程中線框產生的熱量的多

C．上升過程中，導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

BC

解析試題分析：根據能量守恒定律知道，線框在運動過程中要克服安培力做功，消耗機械能，故返回原位置時速率減小，由動能定理可知，上升過程動能變化量大，合力做功多，所以選項A錯誤；分析線框的運動過程可知，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，產生熱量多，所以選項B正確；以線框為對象分析受力可知，在上升過程做減速運動，有，故有，所以上升過程中，速度減小，加速度也減小，故選項C正確；同C分析可知，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，故可知上升時間較短，下降時間較長，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D錯誤；
考點：電磁感應、電功、電功率