Question

如图所示，边长为L电阻不计的n匝正方形金属线框位于竖直平面内，连接的小灯泡的额定功率、额定电压分别为P、U，线框及小灯泡的总质量为m，在线框的下方有一匀强磁场区域,区域宽度为，磁感应强度方向与线框平面乘直，其上、下边界与线框底边均水平。线框从图示位置开始静止下落，穿越磁场的过程中，小灯泡始终正常发光。则(     )

A．有界磁场宽度

B．磁场的磁感应强度应为

C．线框匀速穿越磁场，速度恒为

D．线框穿越磁场的过程中，灯泡产生的焦耳热为

Answer

BC

【解析】

试题分析：小灯泡始终正常发光，说明线框进入磁场做匀速运动，而且进入磁场和穿出磁场的过程都做匀速运动，则知有界磁场宽度l=L，故A错误．灯泡正常发光时电流为： ，根据线框匀速运动受力平衡得：nBIL=mg，可得：．故B正确．设线框匀速运动的速度为v，由功能关系得：mgv=P，，故C正确．线框穿越磁场的过程中，由能量守恒定律得灯泡产生的焦耳热为2mgL，故D错误．故选BC。

考点：电磁感应；物体的平衡；功能关系

名师点睛：此题是电磁感应问题中的力及能量问题；解决本题的关键是分析线框的运动情况，运用力学方法分析．可从力和能两个角度进行研究；要知道其中的能量转化关系：当匀速运动时，灯泡的功率等于线框重力的功率。