Question

均匀导线制成的正方形闭合线框abcd，线框的匝数为n、边长为L、总电阻为R、总质量为m，将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方某高度处，如图所示，释放线框，让线框由静止自由下落，线框平面保持与磁场垂直，cd边始终与水平的磁场边界平行，已知cd边刚进入磁场时，线框加速度大小恰好为，重力加速度为g，则线框cd边离磁场边界的高度h可能为（  ）

A．                         B．

C．                        D．

Answer

AC

【解析】【解析】
若cd边刚进入磁场时，线框加速度大小向下时，则根据牛顿第二定律有：

mg﹣F=ma=m•…①

又 cd边所受的安培力大小为：F=nBIL=nBL=…②

根据机械能守恒定律得：mgh=…③

联立以上三式得：h=… ④

若cd边刚进入磁场时，线框加速度大小向上时，则有：

则根据牛顿第二定律有：F﹣mg=ma=m•… ⑤

由②③⑤得，h=，故AC正确．

故选：AC

考点：导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；电磁感应中的能量转化．

分析：由题意，已知cd边刚进入磁场时，线框加速度大小恰好为，而加速度方向可能向下，也可能向上，根据牛顿第二定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律和机械能守恒分两种情况讨论求解．