問題詳情:
如圖所示,勻強磁場方向豎直向下,磁感應強度為B.正方形金屬框abcd可繞光滑軸OO′轉動,邊長為L,總電阻為R,ab邊質量為m,其他三邊質量不計,現將abcd拉至水平位置,並由靜止釋放,經時間t到達豎直位置,產生熱量為Q,若重力加速度為g,則ab邊在最低位置所受安培力大小等於( )
A.
B.
C.
D.
【回答】
D
【解析】
根據能量守恆定律求出ab邊在最低位置的速度,切割產生的感應電動勢公式E=BLv求出電動勢,根據閉合電路歐姆定律求出電流的大小,通過安培力大小公式求出安培力的大小;
【詳解】
ab向下運動的過程中機械能的減少等於線框中產生的焦耳熱,則根據能量守恆定律得:
則得: ab運動到豎直位置時,切割磁感線產生感應電動勢為: 線圈中感應電流為 ab邊在最低位置所受安培力大小為 聯立解得,故選項D正確,選項ABC錯誤。
【點睛】
解決本題的關鍵運用能量守恆定律求解出ab邊在最低位置的速度,熟練運用法拉第電磁感應定律、歐姆定律和安培力公式求解安培力。
知識點:能量守恆定律
題型:選擇題