题目内容

【题目】如图所示,一闭合的小金属环用一根绝缘细杆挂在固定点O处,使金属环在竖直线OO′的两侧来回摆动的过程中穿过水平方向的匀强磁场区域,磁感线的方向和水平面垂直.若悬点摩擦力和空气阻力均不计,则( )

A.金属环每次进入和离开磁场区域都有感应电流,而且感应电流的方向相反
B.金属环进入磁场区域后越靠近OO′线时速度越大,而且产生的感应电流越大
C.金属环开始摆动后,摆角会越来越小,最终停止
D.金属环在摆动过程中,机械能将全部转化为环中的电能

【答案】A
【解析】解:A、当金属环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化,会产生电流.环进入和离开磁场区域,磁通量分别是增大和减小,根据楞次定律得感应电流的方向相反,故A正确.
B、金属环进入磁场后,由于没有磁通量的变化,因而圆环中没有感应电流,不受磁场力作用,只在重力作用下,离平衡位置越近,则速度越大,故B错误.
C、由于从左侧摆到右侧的过程中,线框中磁通量发生变化,因而产生感应电流,由于电阻的存在,线框中将产生焦耳热,根据能量守恒知线框的机械能将不守恒,故在左侧线框的高度将高于起始时右侧的高度,所以摆角会越来越小,当完全在磁场中来回摆动时,则没有感应电流,圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动,故C错误.
D、圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动,机械能守恒,金属环在摆动过程中,机械能不可能将完全转化为环中的电能,故D错误
故选:A.
楞次定律的内容为:闭合回路中产生的感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化;判断感应电流的方向首先要确定原磁场的方向及磁通量的变化,然后根据楞次定律进行判断感应电流的方向.

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