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如图7所示,一金属方框abcd从离磁场区域上方高h处自由下落,然后进入与线框平面垂直的匀强磁场中.在进入磁场的过程中,可能发生的情况是(    )

图7

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.线框会跳回原处

思路解析: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(对于确定的线圈),A、B、C三种情况均有可能,但第四种情况D绝无可能.试想想,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,可见已经有一部分机械能转化为电能,机械能不守恒.所以,A、B、C正确.

答案:ABC

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(2013?奉贤区二模)如图所示,两根不计电阻的光滑金属导轨MN与PQ固定在水平面内,MN是直导轨,PQ 的PQ1段、Q2Q3段是直导轨、Q1Q2段是曲线导轨,MN、PQ1、Q2Q3相互平行,M、P间接入一个阻值R=0.25Ω的电阻.质量m=1.0kg、不计电阻的金属棒在导轨上滑动时始终垂直于MN.整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中.金属棒处于位置(I)时,给金属棒一向右的初速度v1=4m/s,同时加一恒定的水平向右的外力F1,使金属棒向右做a=1m/s2匀减速运动;当金属棒运动到位置(Ⅱ)时,外力方 向不变,改变大小,使金属棒向右做匀速直线运动2s到达位置(Ⅲ).已知金属棒在位置(I)时,与MN、Q1Q2相接触于a、b两点,a、b的间距L1=1m;金属棒在位置(Ⅱ)时,棒与MN、Q1Q2相接触于c、d两点;位置(I)到位置(Ⅱ)的距离为7.5m.求:

(1)从位置(I)到位置(Ⅱ)过程中的F1大小;
(2)c、d两点间的距离L2
(3)金属棒从位置(I)运动到位置(Ⅲ)的过程中,电阻R上放出的热量Q.

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如图所示,两根不计电阻的光滑金属导轨MN与PQ固定在水平面内,MN是直导轨,PQ 的PQ1段、Q2Q3段是直导轨、Q1Q2段是曲线导轨,MN、PQ1、Q2Q3相互平行,M、P间接入一个阻值R=0.25Ω的电阻.质量m=1.0kg、不计电阻的金属棒在导轨上滑动时始终垂直于MN.整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中.金属棒处于位置(I)时,给金属棒一向右的初速度v1=4m/s,同时加一恒定的水平向右的外力F1,使金属棒向右做a=1m/s2匀减速运动;当金属棒运动到位置(Ⅱ)时,外力方 向不变,改变大小,使金属棒向右做匀速直线运动2s到达位置(Ⅲ).已知金属棒在位置(I)时,与MN、Q1Q2相接触于a、b两点,a、b的间距L1=1m;金属棒在位置(Ⅱ)时,棒与MN、Q1Q2相接触于c、d两点;位置(I)到位置(Ⅱ)的距离为7.5m.求:

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(1)从位置(I)到位置(Ⅱ)过程中的F1大小;
(2)c、d两点间的距离L2
(3)金属棒从位置(I)运动到位置(Ⅲ)的过程中,电阻R上放出的热量Q.

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如图所示,两根不计电阻的金属导轨MNPQ放在水平面内,MN是直导轨,PQ的PQ1段是直导轨,Q1Q2段是弧形导轨,Q2Q3段是直导轨。MN、PQ1、Q2Q3相互平行,M、P间接入一个阻值为R=0.25Ω的电阻,一根质量为m=1.0kg且不计电阻的金属棒AB能在MN、PQ上无摩擦地滑动,金属棒始终垂直子MN,整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方同竖直向下。金属棒处于位置(Ⅰ)时,给金属棒一个向右的速度ν1=4m/s.同时施加方向向右的恒力只F1=3N作用在金属棒上使金属棒向右做匀减速直线运动;当金属棒运动到位置(Ⅱ)时,外力方向不变,大小变为F2,金属棒向右做匀速直线运动,再经过时间t=2s到达位置(Ⅲ)。金属棒在位置(Ⅰ)时,与MN、Q1Q2相接触于a、b两点,a、b的间距L1=1m,金属棒在位置(Ⅱ)时,棒与MN、Q1Q2相接触于c、d两点。已知位置Ⅰ、Ⅱ间距为s1=7.5m。求:

(1) 金属棒从位置(Ⅰ)运动到位置(Ⅱ)的过程中,加速度的大小?

(2) c、d两点间的距离L2?   

(3) 外力F2的大小?

(4) 金属棒从位置(Ⅰ)运动到位置(Ⅲ)的过程中,电阻R上放出的热量Q?

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如图所示,两根不计电阻的光滑金属导轨MN与PQ固定在水平面内,MN是直导轨,PQ 的PQ1段、Q2Q3段是直导轨、Q1Q2段是曲线导轨,MN、PQ1、Q2Q3相互平行,M、P间接入一个阻值R=0.25Ω的电阻.质量m=1.0kg、不计电阻的金属棒在导轨上滑动时始终垂直于MN.整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中.金属棒处于位置(I)时,给金属棒一向右的初速度v1=4m/s,同时加一恒定的水平向右的外力F1,使金属棒向右做a=1m/s2匀减速运动;当金属棒运动到位置(Ⅱ)时,外力方 向不变,改变大小,使金属棒向右做匀速直线运动2s到达位置(Ⅲ).已知金属棒在位置(I)时,与MN、Q1Q2相接触于a、b两点,a、b的间距L1=1m;金属棒在位置(Ⅱ)时,棒与MN、Q1Q2相接触于c、d两点;位置(I)到位置(Ⅱ)的距离为7.5m.求:

(1)从位置(I)到位置(Ⅱ)过程中的F1大小;
(2)c、d两点间的距离L2
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