Question

4．如图所示，一矩形线框以竖直向上的初速度进入只有一条水平边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，进入磁场后上升一段高度又落下离开磁场，运动中线框只受重力和磁场力，线框在向上、向下经过图中1、2位置时的速率按时间顺序依次为v₁、v₂、v₃和v₄，则可以确定（　　）

• A． v₁＜v₂
• B． v₂＜v₃
• C． v₃＜v₄
• D． v₄＜v₁

Answer 1

分析 线框在磁场中运动过程中，受到重力和安培力作用，分析线框的运动情况，即可判断速度的大小．

解答 解：A、线框进入磁场的过程，受到重力和安培力两个力作用，根据楞次定律：安培力阻碍导体与磁场的相对运动可知，安培力方向向下，线框做减速运动，可以确定v₁＞v₂．故A错误．
B、线框完全进入磁场中，磁通量不变，没有感应电流产生，不受安培力，只受重力作用，机械能守恒，可以确定v₂=v₃．故B错误．
C、线框穿出磁场的过程，线框所受的安培力向上，与重力的大小无法确定，可能大于重力，线框做减速运动，有v₃＞v₄．安培力可能小于重力，做加速运动，有v₃＜v₄．安培力可能等于重力，做匀速运动，有v₃=v₄．故C错误．
D、整个过程中，线框中产生电能，机械能减小，可以确定v₄＜v₁．故D正确．
故选：D

点评 本题关键要根据线框的受力情况，来分析其运动情况，要考虑安培力与重力可能的关系进行判断．