Question

如图所示,在水平直线与之间存在垂直纸面向外的匀强磁场,两线间距为x。正方形线圈的边水平,边长为l,且。从离一定高度处由静止释放线圈,线圈在运动过程中始终保持,时刻线圈开始进入磁场,取竖直向上为力的正方向,则下列关于线圈在穿过磁场过程中所受安培力 随时间t变化的图象可能的是(   )

A.  B.

C.  D.

Answer

ABC

【解析】

由题意可知，线圈刚进磁场时的速度设为v，感应电动势，感应电流，安培力

A.当刚进入时，安培力小于重力，合力向下，线圈向下加速，安培力变大，当增大到和重力相等，不再增大，但由于，所以线圈会有一段只受重力，加速运动，出磁场时的安培力大于重力，线圈减速，安培力减小，当减小到和重力相等，不再变化，匀速出磁场，A正确。

B.刚进入磁场时，安培力等于重力，线圈匀速进入，但由于，所以线圈会有一段只受重力，加速运动，出磁场时的安培力大于重力，线圈减速，安培力减小，当减小到和重力相等，不再变化，匀速出磁场，B正确。

C.当进入磁场时，安培力大于重力，合力向上，线圈减速，安培力减小，当减小到和重力相等，匀速进入，但由于，所以线圈会有一段只受重力，加速运动，出磁场时的安培力大于重力，线圈减速，安培力减小，当减小到和重力相等，不再变化，匀速出磁场，C正确。

D.根据图像可知，线圈最后匀速进入磁场，此时安培力和重力相等，但由于，所以线圈会有一段只受重力，加速运动，出磁场时的安培力大于重力，线圈减速，安培力减小，D错误。