2023年北京高考物理真题选择题第9题

一、试题如下

B. 线框出磁场的过程中做匀减速直线运动

D. 线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等

二、考查知识点

本题主要考查法拉第电磁感应定律的相关知识点，还涉及到动力学的相关知识点，也考考查了能量的转化及守恒的思想。

三、详细解析
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法拉第电磁感应定律的核心是，感应电流的磁场方向总是阻碍引起感应电流的磁场的变化，核心是阻碍而不是阻止。

当然，我们在实际解决具体问题时，可能会有几个二级结论可以直接应用，比如根据磁场的变化判断闭合线圈的运动或者收缩或者扩张趋势等等。这些都是基于电磁感应定律的二级应用结论，其核心还是要求我们理解法拉第电磁感应定律的核心是变化的磁场引起的感应磁场的方向总是阻碍引起感应磁场的磁场的变化，也就是，“你增我减，你减我增，你去我留，你进我拒”，但是我只能阻碍你的变化，而阻止不了你的变化，你最终该增加还是增加，该减小还是减小，你该去还是去，该进还是进。

具体我们每个选项来做下分析：

选项A，我们要判断线框进入磁场的过程中，线框内感应电流的方向，根据法拉第电磁感应定律，就要判断出感应磁场的方向，进而再根据右手螺旋定则，判断出感应电流的方向。当线框进入磁场时，通过线框的感应磁场是打叉向下增加的，根据你增加我不让你增加的结论，那么感应磁场的方向就应该是打点向上，也就是垂直穿过线框向上。之后我们再根据右手螺旋定则，我们可以判断出，感应电流的方向是逆时针的方向。

当然，我们也可以导体切割磁感线来直接判断，在线框进入磁场的过程中，只有右边款在切割磁场线，根据右手定则，伸开手掌，让磁感线垂直穿过手心，大拇指指向导体切割磁感线的方向，那么大拇指指向就是感应电流的方向，我们也可以得出，线框在进入磁场时，线框内的感应电流的方向是逆时针的方向。

所以，选项A是错误的。

选项B，我们要判断线框在进入磁场的过程中的运动规律，就要分析线框在此过程中的受力特点。线框在进入磁场过程中，在水平方向只受到安培力的作用，并且根据法拉第电磁感应定律，我们可以得出安培力的方向是向左的，它要阻碍线框进入磁场。

那线框是不是匀减速直线运动呢？

显然不是的，因为随着线框的速度的减小，感应电动势在减小，进而感应电流在减小，进而安培力在减小，进而线框的加速度在变小，所以，线框进入磁场的过程是在做加速度逐渐减小的直线运动。

所以，选项B是错误的。

选项C，根据上面的分析，线框在进入磁场以及线框在出磁场的过程中，线框中的电流是变化的，所以我们要比较线框进入磁场与线框出磁场的焦耳热哪个大哪个小，我们是不是可以根据焦耳定律来判断呢，我们指导焦耳定律的计算公式为：Q=I^2Rt，但是在这两个过程中虽然线框在进入过程中的电流的平均值要大于线框出磁场时的平均值，但是线框在进入过程中的时间要小于线框出磁场时的时间，所以根据焦耳定律我们很难判断出来，到底是线框进入磁场过程产生的焦耳热多还是线框出磁场的过程中所产生的焦耳热多。

我们可以转换下思路，我们知道，根据功能关系，克服安培力做了多少功，就会产生多少焦耳热，那么，我们就来计算在两个过程中，安培力做功的大小。根据做功公式W=FL，尽管在两个过程中，安培力都是变力，我们可以比较两个过程中的平均安培力的大小。我们知道，在线框进入磁场的过程中，其平均速度要大于线框出磁场的平均速度，进而我们知道，线框进入磁场过程中的平均的安培力要大于线框出磁场的过程中平均安培力。而线框进入磁场的运动位移与出磁场的运动位移一样，那么，根据做功公式，我们知道，在线框进入磁场的过程中需要克服安培力做的功要大于线框出磁场的过程中需要克服安培力做的功。

通过以上分析可以知，线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量：

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