百度作业网一个很难的高中物理电磁学和力学综合题,一定要给出各选项的详细分析过程,
来源：学生作业帮 编辑：百度作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/04/25 13:27:29
一个很难的高中物理电磁学和力学综合题,一定要给出各选项的详细分析过程,
如图甲所示,光滑绝缘水平面上一矩形金属线圈abcd的质量为m、电阻为R、ad边长度为L,其右侧是有左右边界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B,ab边长度与有界磁场区域宽度相等,在t=0时刻线圈以初速度v0进入磁场,在t=T时刻线圈刚好全部进入磁场且速度为v1,此时对线圈施加一沿运动方向的变力F,使线圈在t=2T时刻线圈全部离开该磁场区,若上述过程中线圈的v—t图象如图乙所示,整个图象关于t=T轴对称．则下列各项正确的是（）
如图甲所示,光滑绝缘水平面上一矩形金属线圈abcd的质量为m、电阻为R、ad边长度为L,其右侧是有左右边界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B,ab边长度与有界磁场区域宽度相等,在t=0时刻线圈以初速度v0进入磁场,在t=T时刻线圈刚好全部进入磁场且速度为v1,此时对线圈施加一沿运动方向的变力F,使线圈在t=2T时刻线圈全部离开该磁场区,若上述过程中线圈的v—t图象如图乙所示,整个图象关于t=T轴对称．则下列各项正确的是（）
选A
A：由动能定理,克服安培力做的功等于动能的减少量,而克服安培力做功等于回路产生的焦耳 热,所以A正确
B：由动能定理,动能变化量等于合外力做的功,出去时合外力包括安培力与外力,而B中只问外力功,所以少算了安培力的功,正确值应为选项中的值的（-2）倍,
分析如下从T到2T,由于关于t=T的对称性,和斜率表示加速度的性质,可知对于进入与出去两个过程中任意速度相等的两个位置,加速度大小都相同,方向都相反,再由牛顿第二定律,可知合外力大小都相同,方向相反,进入时只受安培力,出去时受外力与安培力的合外力,所以对于出去时的任意时刻,外力是安培力的二倍,所以对于每一瞬时,出去时外力做功等于安培力做功2倍,而安培力做的功,由对称性,出去与进入时的功一样,所以功为2Q,即（-2）倍
C进入磁场时感应电动势为BLV,电流为BLV/R,力为ILB ,力再乘以速度就是功率,就是C中的值,但是,功率也是有正负的,进入时力与速度方向相反,所以功率为选项中的值的相反数
D由B中的分析,可知离开磁场时,外力大小应为选项中的值的2倍
A：由动能定理,克服安培力做的功等于动能的减少量,而克服安培力做功等于回路产生的焦耳 热,所以A正确
B：由动能定理,动能变化量等于合外力做的功,出去时合外力包括安培力与外力,而B中只问外力功,所以少算了安培力的功,正确值应为选项中的值的（-2）倍,
分析如下从T到2T,由于关于t=T的对称性,和斜率表示加速度的性质,可知对于进入与出去两个过程中任意速度相等的两个位置,加速度大小都相同,方向都相反,再由牛顿第二定律,可知合外力大小都相同,方向相反,进入时只受安培力,出去时受外力与安培力的合外力,所以对于出去时的任意时刻,外力是安培力的二倍,所以对于每一瞬时,出去时外力做功等于安培力做功2倍,而安培力做的功,由对称性,出去与进入时的功一样,所以功为2Q,即（-2）倍
C进入磁场时感应电动势为BLV,电流为BLV/R,力为ILB ,力再乘以速度就是功率,就是C中的值,但是,功率也是有正负的,进入时力与速度方向相反,所以功率为选项中的值的相反数
D由B中的分析,可知离开磁场时,外力大小应为选项中的值的2倍