Question

边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下运动，穿过方向如图所示的有界匀强磁场区域．磁场区域的宽度为d（d＞L）．已知ab边进入磁场时，线框的加速度恰好为零．则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，有（ ）

A．线框一直做匀速直线运动
B．线框所受的安培力方向相反
C．线框进入磁场过程增加的内能少于穿出磁场过程增加的内能
D．线框进入磁场过程与穿出磁场过程所受的安培力大小相等

Answer

分析线框所受的安培力，抓住安培力与速度成正比进行分析．根据楞次定律判断安培力的方向．线框进入磁场过程做匀速运动，完全在磁场中运动时做匀加速运动，穿出磁场速度大于进入磁场的速度，线框将做减速运动，出磁场时大于或等于进入磁场时的速度，所用时间将缩短．根据功能关系分析热量关系．
【解析】
A、由题，线框进入磁场时做匀速运动，完全在磁场中运动时磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力而做匀加速运动，穿出磁场时，线框所受的安培力增大，大于恒力F，线框将做减速运动，故A错误．
B、根据楞次定律：感应电流阻碍导体与磁场间相对运动，可知，安培力方向均水平向左，方向相同．故B错误．
C、根据功能关系可知，进入磁场产生的热量Q1=FL．穿出磁场过程，线框的动能减小，减小的动能转化为内能，则有FL+△Ek=Q2．故进入磁场过程中产生的内能少于穿出磁场过程产生的内能．故C正确．
D、由上分析可知，线框进入磁场过程的速度小于与穿出磁场过程的速度，由F=可知，两个过程所受的安培力大小不相等．故D错误．
故选C