在如圖所示的傾角為θ的光滑斜面上存在著兩個磁感應強度大小均為B的勻強磁場區域,區域Ⅰ的磁場方向垂直於斜面向上,...
問題詳情:
在如圖所示的傾角為θ的光滑斜面上存在著兩個磁感應強度大小均為B的勻強磁場區域,區域Ⅰ的磁場方向垂直於斜面向上,區域Ⅱ的磁場方向垂直於斜面向下,磁場寬度HP及PN均為L。一個質量為m、電阻為R、邊長為L的正方形導線框由靜止開始沿斜面下滑,t1時刻ab邊剛好越過GH進入磁場區域Ⅰ,此時導線框恰好以速度v1做勻速直線運動;t2時刻ab邊下滑到JP與MN的中間位置,此時導線框又恰好以速度v2做勻速直線運動。重力加速度為g。下列說法中正確的是 ( )
A.當ab邊剛越過JP時,導線框的加速度大小為a=gsinθ
B.導線框兩次做勻速直線運動的速度大小之比v1∶v2=4∶1
C.從t1時刻到t2時刻的過程中,導線框克服安培力做的功等於重力勢能的減少量
D.從t1時刻到t2時刻的過程中,有+的機械能轉化為電能
【回答】
BD
【解析】ab邊剛越過GH進入磁場區域Ⅰ時,感應電動勢E1=BLv1,電流I1==,線框做勻速運動,所以有mgsinθ=BI1L=,當ab邊剛越過JP時,感應電動勢E2=2BLv1,電流I2==,根據牛頓第二定律得2BI2L-mgsinθ=ma,聯立解得a=3gsinθ,故A錯誤;當加速度a=0時,以速度v2做勻速直線運動,即mgsinθ=2BI3L=,所以v1∶v2=4∶1,故B正確;從t1時刻到t2時刻的過程中,根據能量守恆定律,導線框克服安培力做的功等於重力勢能和動能的減少量之和,即克服安培力做功W=+,克服安培力做的功等於產生的電能,故C錯誤,D正確。
知識點:電磁感應單元測試
題型:多項選擇