Question

【題目】如圖所示，同一豎直面內的正方形導線框a、b的邊長均為l，電阻均為R，質量分別為2m和m．它們分別系在一跨過兩個定滑輪的輕繩兩端，在兩導線框之間有一寬度為2l、磁感應強度大小為B、方向垂直豎直面的勻強磁場區域．開始時，線框b的上邊與勻強磁場的下邊界重合，線框a的下邊到勻強磁場的上邊界的距離為l．現將系統由靜止釋放，當線框b全部進入磁場時，a、b兩個線框開始做勻速運動．不計摩擦和空氣阻力，則（　　）

A. a、b兩個線框勻速運動的速度大小為

B. 線框a從下邊進入磁場到上邊離開磁場所用時間為

C. 從開始運動到線框a全部進入磁場的過程中，線框a所產生的焦耳熱為mgl

D. 從開始運動到線框a全部進入磁場的過程中，兩線框共克服安培力做功為2mgl

Answer 1

【答案】BC

【解析】試題分析：當線框b全部進入磁場時，兩者做勻速直線運動，即重力和受到的安培力相等，對a分析，a受力平衡，有，對b分析， ， ， ，聯立解得，A錯誤；線框a從下邊進入磁場時由于a開始做勻速直線運動，過程中的速度不變，受到的安培力不變，故線框a從下邊進入磁場到上邊離開磁場過程中一直做勻速直線運動，所以有，B正確；系統開始做勻速直線運動時，線框a才開始克服安培力做功，整個勻速過程中，動能不變，所以減小的重力勢能等于克服安培力做功，即a產生的熱能，故有，C正確；兩線框組成的系統克服安培力做的功為W，則有： ，可得，D錯誤；