Question

如图所示，一个闭合矩形金属线圈abcd从一定高度释放，且在下落过程中线圈平面始终在竖直平面上．在它进入一个有直线边界的足够大的匀强磁场的过程中，取线圈dc边刚进磁场时t=0，则描述其运动情况的图线可能是下图中的（ ）

A．
B．
C．
D．

Answer 1

【答案】分析：线圈进入磁场后，由于电磁感应线圈受到向上的安培力作用，根据安培力与重力大小关系，分析线圈可能的运动情况．安培力大小与线圈速度大小成正比，分析加速度的变化情况．
解答：解：A、线圈进入磁场后，受到向上的安培力，若安培力与重力大小相等，则线圈做匀速直线运动，直到完全进入磁场后，线圈的磁通量不变化，不受安培力，只受重力而匀加速直线运动，即线圈先做匀速直线运动后匀加速运动，故A正确．
B、线圈进入磁场后，受到向上的安培力，若安培力大于重力，线圈做减速直线运动，随着速度减小，安培力减小，线圈的加速度减小，速度图象的斜率减小，当安培力等于重力时，线圈改做匀速直线运动，完全进入磁场后做匀加速直线运动．故B正确．
C、线圈进入磁场过程，若安培力小于重力，线圈做加速直线运动，随着速度增大，安培力增大，线圈的加速度减小，速度图象的斜率减小，当安培力等于重力时，线圈改做匀速直线运动．完全进入磁场后做匀加速直线运动．故C正确．
D、线圈进入磁场过程，由于安培力会速度减小而减小，加速度会变化，线圈不可能做匀减速直线运动．故D错误．
故选ABC
点评：本题线圈的高度未知，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，根据运动情况，结合速度图象的特点进行选择．