Question

16．如圖所示，直線邊界ab上方有無限大的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里．一矩形金屬線框底邊與磁場邊界平行，從距離磁場邊界高度為h處由靜止釋放，下列說法正確的是（　　）

• A． 整個下落過程中，穿過線框的磁通量一直在減小
• B． 線框穿出磁場的過程中，線框中會產生逆時針方向的電流
• C． 線框穿出磁場的過程中，線框受到的安培力可能一直減小
• D． 線框穿出磁場的過程中，線框的速度可能先增大后減小

Answer 1

分析 線框全部在磁場中運動時，磁通量不變；穿出磁場的過程中，磁通量減小；根據楞次定律判斷感應電流的方向；線圈由穿出磁場的過程中，其下邊緣剛出磁場時，因切割磁感應線，從而產生感應電流，出現安培力阻力，因此依據安培力與重力的大小關系來判定線圈進入時運動性質，由于安培力受到速度的大小影響，則只要受到安培力，若安培力大于線圈重力mg，則線框做加速度逐漸減小的減速運動；若速度很小，則安培力小于線圈重力mg，則線框做加速度逐漸減小的加速運動；

解答 解：A、整個下落過程中，穿過線圈的磁通量先不變后減小，故A錯誤；
B、線框穿出磁場的過程中，磁通量減小，根據楞次定律，線框中會產生順時針方向的電流，故B錯誤；
C、若線框離開磁場時，速度很大，安培力很大，${F}_{安}^{\;}=\frac{{B}_{\;}^{2}{L}_{\;}^{2}v}{R}$比重力大得多，線框做減速運動，可能一直減小，故C正確；
D、線框穿出磁場的過程中，若$mg＞{F}_{安}^{\;}$，線框做加速運動，可能一直做加速度減小的加速運動；也可能先加速運動，加速度減為零，達到最大速度，再做勻速運動，離開磁場后做加速運動，不可能出現速度先增大后減小的情形，故D錯誤；
故選：C

點評 本題電磁感應與力學、電路知識的綜合，安培力與速度的關系要會推導，并會運用牛頓第二定律分析加速度的變化．