Question

如右图所示，一金属方框abcd从离磁场区域上方高h处自由下落，进入与线框平面垂直的匀强磁场中，在进入磁场的过程中，不可能发生的情况是（ ）
A．线框做加速运动，加速度a＜g
B．线框做匀速运动
C．线框做减速运动
D．线框会反跳回原处

Answer 1

【答案】分析：线框进入磁场后，由于电磁感应线框受到向上的安培力作用，根据安培力与重力大小关系，分析线框可能的运动情况．安培力大小与线框速度大小成正比，分析加速度的变化情况．
解答：解：设线框cd边长为L，整个线框的电阻为R，进入磁场时速度为v，此时感应电动势为E=BLv
线框中的电流为I=
F受到向上的安培力为
F==
（1）如果F=mg，线框将匀速进入磁场；
（2）如果F＜mg，线框将加速进入磁场，但随着速度的增大，F增大，加速度减小，因此进入磁场的过程是变加速运动，且a＜g；
（3）如果F＞mg，线框将减速进入磁场，但随着速度的减小，F减小，加速度的值将减小，因此也是变减速运动．
由此可见，其运动特点是由所处高度h决定（对于确定的线框），A、B、C三种情况均有可能，故A、B、C有可能．
线框进入磁场，才会受到向上的力，同时受到向上的力是因为有电流，由于克服安培力做功，有一部分机械能转化为电能，所以机械能不守恒．所以线框不可能反跳回原处．故D不可能．
本题选不可能的，故选D．
点评：本题考查根据受力情况分析判断物体运动情况的能力．本题线框的高度未知，进入磁场时速度未知，所以安培力与重力的关系不确定，要分情况进行讨论．