解题思路:线框ab边刚进入磁场做匀速直线运动,知所受的安培力和重力平衡,当ab边越过GH,回路产生的感应电流变大,则安培力大于重力,线框做减速运动,当安培力减小到与重力相等时,又做匀速直线运动.
A、开始时,金属框所受的重力与安培力相等,做匀速直线运动,当ab边越过GH,回路产生的感应电动势增大,感应电流增大,线框所受的安培力比之前大.故A错误.
B、设金属框ab边刚进入磁场时的速度为v个,当ab边下落到GH和JK之间的某位置时,又恰好开始做匀速直线运动的速度为v2,由题意知,v2<v个,对ab边刚进入磁场,到刚到达第二个磁场的下边界过程中,运用能量守恒得,个g•2L+
个
2个(v个2−v22)=Q,故B错误.
C、从某一高度由静止释放,当ab边刚进入第一个磁场时,金属框恰好做匀速直线运动,有:个g=
B2L2v
R,解得v=
个gR
B2L2,根据机械能守恒定律得,个gh=[个/2个v2,解得h=h=
个2gR2
2
B4
L4].故C错误.
D、当ab边下落到GH和JK之间做匀速运动时,有:FA=2BzL=2B
2BLv2
RL=
4B2L2v2
R,又个g=FA,则v2=
个gR
4B2L2.故D正确.
故选D.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化.
考点点评: 解决本题的关键搞清金属框在整个过程中的运动情况,结合切割产生的感应电动势公式、闭合电路欧姆定律以及能量守恒定律和共点力平衡进行求解.