Question

18．如图所示的竖直平面内，水平条形区域I和Ⅱ内有方向垂直竖直面向里的匀强磁场，其宽度均为d，I和Ⅱ之间有一宽度为h的无磁场区域，h＞d．一质量为m、边长为d的正方形线框由距区域I上边界某一高度处静止释放，在穿过两磁场区域的过程中，通过线框的电流及其变化情况相同．重力加速度为g，空气阻力忽略不计．则下列说法正确的是（　　）

• A． 线框进入区域Ⅰ时与离开区域Ⅰ时的电流方向相同
• B． 线框进入区域Ⅱ时与离开区域Ⅱ时所受安培力的方向相同
• C． 线框有可能匀速通过磁场区域Ⅰ
• D． 线框通过区域Ⅰ和区域Ⅱ产生的总热量为Q=2mg（d+h）

Answer 1

分析 根据楞次定律分析感应电流的方向和安培力方向．根据通过线框的电流及其变化情况相同，可分析线框在磁场Ⅰ中的运动情况．由能量守恒分析总热量．

解答 解：A、线框进入区域I时磁通量增加，离开区域I时磁通量减少，所以由楞次定律判断知，线框进入区域I时与离开区域I时感应电流方向相反，故A错误．
B、根据楞次定律：感应电流阻碍导体与磁场的相对运动，可知线框进入区域Ⅱ时与离开区域Ⅱ时所受安培力的方向相同，均竖直向上．故B正确．
C、在穿过两磁场区域的过程中，因为通过线框的电流及其变化情况相同，由I=$\frac{BLv}{R}$，知线圈刚进入两个磁场时的速度相同，运动情况相同，而在两个磁场之间，线圈要做匀加速运动，所以线圈在磁场Ⅰ中只能减速运动，故C错误．
D、研究线框刚进入Ⅰ磁场到刚要磁场Ⅱ，由于动能不变，所以由能量守恒得产生的热量为mg（d+h），而线圈通过磁场区域Ⅱ时产生的热量也为mg（d+h），所以总热量为2mg（d+h），故D正确．
故选：BD．

点评 本题中安培力的方向也可以运用左手定则判断．要正确区分右手定则、左手定则与安培定则的运用条件，不能混淆．