题目内容
【题目】一质量为m的金属小圆环从半径为R的光滑半圆形轨道顶端由静止下滑,不计空气阻力,若在圆心下方以下区域(即虚线下方)存在匀强磁场,如图所示,则下列说法正确的是(重力加速度为g)
A. 金属圆环最终将停在半圆形轨道最低点
B. 金属圆环每次经过轨道最低点时,对轨道的压力F的取值范围为2mg≤F<3mg
C. 进入磁场和穿出磁场过程中,金属圆环中感应电流方向相反
D. 进入磁场和穿出磁场过程中,金属圆环中感应电流大小一定相等
【答案】BC
【解析】C、金属环进磁场时磁通量增大,根据楞次定律知圆环上的电流为顺时针,出磁场时磁通量减小,电流为逆时针,故C项正确;D、进磁场时产生感应电流,安培力做负功,机械能转化为电能,则出磁场时的速度比进磁场时的速度小,由动生电动势和知出磁场时的电流比进磁场时的小,D项错误。A、圆环完全在虚线下方时磁通量不变,没有感应电流产生,就没有安培力做负功,机械能守恒,故圆环最终在虚线下方摆动而不会停止,A项错误。B、圆环第一次到最低点时速度最大,因有部分电能产生,由,可得;圆环最终在磁场中摆动到最低点的速度最小,有,即,最低点由牛顿第二定律和牛顿第三定律,代入两个速度的极值可得圆环对轨道的压力为,,即,D项正确;故选BC.
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