分析下运动过程和受力情况,开始重力沿斜向下分量与安培力平衡,即mgsinθ=F=BIL=B^2L^2v1/R
当线框刚要进入第二个磁场区域时,请注意此时有两个切割磁力线的导体棒,分别是ab和cd.用右手定则判定出电流方向是a到b,c到d,线框变成了两个电源串联起来了,电压瞬间翻倍,电阻没变化,电流也翻倍,受安培力大小也变为原来的两倍,这还不算,原来只有ab受安培力(cd未进入磁场),现在cd同样受两倍的安培力,整个线框受安培力是原来的4倍。此时导线框将做减速运动,速度减小,安培力减小按题中所述到达JP与MN中间位置时安培力重新与mgsinθ平衡,所以mgsinθ=4F'=4B^2L^2v2/R
所以4B^2L^2v2/R=B^2L^2v1/R得出v1=4v2 A正确
CD选项是考察功能转换情况了,线框这整个过程中机械能是不守恒的,机械能减少量都转换为线框电阻所产生的电能(焦耳热)也就是克服安培力做的功W2=△E。重力对线框做的功一部分转换为线框的动能EK,一部分转换为电能,所以W1=△E+EK
CD均不正确。
答案只有A