10. 两个完全相同的正方形匀质金属框,边长为L,通过长为L的绝缘轻质杆相连,构成如图所示的组合体。距离组合体下底边H处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平,高度为L,左右宽度足够大。把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度水平无旋转抛出,设置合适的磁感应强度大小B使其匀速通过磁场,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.B与无关,与
成反比
B. 通过磁场的过程中,金属框中电流的大小和方向保持不变
C. 通过磁场的过程中,组合体克服安培力做功的功率与重力做功的功率相等
D. 调节H、和B,只要组合体仍能匀速通过磁场,则其通过磁场的过程中产生的热量不变
【答案】CD
【解析】
软aff9术司限ad692e93502e学升-网东有点公b0c6d9fa慧件途的科0b04技根广根元优【分析】
【详解】A.将组合体以初速度v0水平无旋转抛出后,组合体做平抛运动,后进入磁场做匀速运动,由于水平方向切割磁感线产生的感应电动势相互低消,则有
mg = F安 =,vy =
综合有
B =
则B与成正比,A错误;
B.当金属框刚进入磁场时金属框的磁通量增加,此时感应电流的方向为逆时针方向,当金属框刚出磁场时金属框的磁通量减少,此时感应电流的方向为顺时针方向,B错误;
C.由于组合体进入磁场后做匀速运动,由于水平方向的感应电动势相互低消,有
mg = F安 =
则组合体克服安培力做功的功率等于重力做功的功率,C正确;
D.无论调节哪个物理量,只要组合体仍能匀速通过磁场,都有
mg = F安
则安培力做的功都为
W = F安3L
则组合体通过磁场过程中产生的焦耳热不变,D正确。
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故选CD。
编辑:小徐