Question

在倾角为θ足够长的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度相等的匀强磁场，磁场方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为L，如图所示．一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框在t=0时刻以速度v进入磁场，恰好做匀速直线运动．若经过时间t，线框ab边到达gg′与ff′中间位置时，线框又恰好做匀速运动，则下列说法正确的是（ ）

A．当ab边刚越过ff′时，线框加速度的大小为3gsinθ
B．t时刻线框匀速运动的速度为
C．t时间内线框中产生的热量为
D．离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动

Answer

线框开始进入磁场时，ab边受到沿斜面向上的安培力作用，此时线框处于平衡状态，当ab边进入下方磁场时，cd边在上方磁场，此时ab、cd两边均受到沿斜面向上的安培力作用，此时线框做减速运动，当线框ab边到达gg′与ff′中间位置时，线框又处于平衡状态，根据两次平衡列出方程，即可正确解答．
【解析】
A、线框开始进入磁场时，线框处于平衡状态，此时有：mgsianθ=BIL=①
当ab边刚越过ff′时，此时线框速度仍为v，此时有：2BI2L-mgsinθ=ma2 ②
     I2=  ③
由②③得：-mgsinθ=ma2 ④
联立①④可得：a=3gisnθ，故A正确；
B、设t时刻的速度为v，此时处于平衡状态，有：I3=⑤
2BI3L=mgsinθ ⑥
联立①⑤⑥得v=，故B错误；
C、在时间t内根据功能有：Q=mgLsinθ+-mv2=mgsinθ+mv2，故C正确；
D、离开磁场时由于安培力小于重力沿斜面的分力，因此线框将做加速度逐渐减小的变加速运动，故D错误
故选AC．