Question

如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面（纸面）垂直，磁场边界的间距为。一个质量为、边长也为的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行。时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置Ⅰ），导线框的速度为。经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位

置Ⅱ），导线框的速度刚好为零。此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置Ⅰ。则   （   ）

A．上升过程中，导线框的加速度逐渐增大

B．下降过程中，导线框的加速度逐渐增大

C．上升过程中，合力做的功与下降过程中合力做的功相等

D．上升过程中，克服安培力做的功比下降过程中的多

Answer

D

【解析】

试题分析：在导线框的上边在磁场中运动时，由于穿过线圈的磁通量增大，所以产生的安培力向下，当导线框的下边做切割磁感线运动时，由于穿过线圈的磁通量减小，所以产生的安培力向下，线框还受到竖直向下的重力作用，所以加速度向下，物体做减速运动，由于速度在减小，所以安培力在减小，故线框向下的合力在减小，所以加速度在减小，A错误；

下降过程中，根据楞次定律可得受到的安培力向上，重力大于安培力，所以加速度向下，合力向下，速度越来越大，安培力越来越大，所以向下的合力减小，故加速度减小，B错误

根据可得上升和下降过程中合力不同，所以做功不同，C错误；

由于上升和下降过程中需要克服安培力做功，所以系统产生热能，故在上升和下降的同一位置时上升的速度大于下降的速度，故上升过程中平均安培力大于下降过程中的平均安培力，所以上升过程中，克服安培力做的功比下降过程中的多，D正确；

故选D

考点：考查了导体切割磁感线运动，功能关系等