3.22-物理-运动状态

江苏高考物理小题狂做全能版
P130Q6
考点说明：运动状态
问题解答：首先要搞懂金属线框的运动状态：由题乙图可以看出，线框刚开始在磁场上方做自由落体运动，运动时间为t₁，速度为v₁时，线框bc边刚好到达进入磁场，速度为v₁保持不变，说明在磁场中，线框受重力和安培力相等，受力平衡，运动时间为t₂-t₁，当t₂时，线框上端ad到达磁场上边界，线框完全进入磁场，只受重力，做自由落体运动，当t₃时线框bc边到达磁场下边界，线框出磁场，线框受安培力大于重力，做减速运动，t₄时，线框完全穿过磁场。由以上分析知，线框在t₁时刚进入磁场，在t₂时完全进入磁场，速度为v₁，所以线框边长d=v₁（t₂-t₁），B正确；在整个过程，线框安培力做功转化为电流产生的热量，重力势能减少量转化为线框的动能和线圈产生的热量，在线框进入磁场t₂~t₁时间内，线框重力势能减少为mgv₁（t₂-t₁）转化为热量，在出磁场t₃~t₄时间内，线框损失的能量为mgv₁（t₂-t₁）+，所以，整个过程线框中产生的热量Q=mgv₁（t₂-t₁）+mgv₁（t₂-t₁）+=2mgv₁（t₂-t₁）+,D正确。