Question

17．如图所示．光滑绝缘无限大水平面上固定一通电长直导线．质量为0.02kg的正方形金属框在该水平面内以2m/s、与电流方向成60°角的速度滑出．下列说法中正确的是（　　）

• A． 金属框中无电流，一直做匀速直线运动
• B． 金属框最终在水平面上做匀速直线运动
• C． 金属框最终将静止在水平面上的某处
• D． 金属框中产生的热量最多为0.04J

Answer 1

分析 金属框周围有环形的磁场，金属框向右下运动，磁通量减小，根据“来拒去留”可知，所受的安培力与运动方向相反，使金属框在垂直导线方向做减速运动，当垂直导线方向的速度减为零，最终金属框的运动状态为匀速沿导线运动，速度为原来速度的沿导线方向上的分量．

解答 解：ABC、金属框周围有环形的磁场，金属框向右下运动，磁通量减小，根据“来拒去留”可知，所受的安培力与运动方向相反，使金属环在垂直导线方向做减速运动，当垂直导线方向的速度减为零，只剩沿导线方向的速度，然后磁通量不变，无感应电流，水平方向合力为零，故为匀速直线运动，故AC错误，B正确；
D、由题意知：沿导线方向分速度v₁=v₀•cos60°=2×$\frac{1}{2}$=1m/s，根据动能定理解得：$\frac{1}{2}$mv₁²-$\frac{1}{2}$mv₀²=Q，代入数值解得：Q=-0.03J，故环中最多产生0.03J的电能，故D错误．
故选：B．

点评 此题考查法拉第电磁感应定律的应用及动能定理或者是能量守恒的应用，题目单一但是并不简单，需要知识的活学活用．