题目内容

如图所示,空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场,各处的磁感应强度大小均为B,圆台母线与竖直方向的夹角为θ。一个质量为m、半径为r的匀质金属圆环位于圆台底部。圆环中维持恒定的电流I,圆环由静止向上运动,经过时间t后撤去该恒定电流并保持圆环闭合,圆环上升的最大高度为H。已知重力加速度为g,磁场的范围足够大。在圆环向上运动的过程中,下列说法正确的是

A.安培力对圆环做的功为mgH
B.圆环先做匀加速运动后做匀减速运动
C.圆环运动的最大速度为
D.圆环先有扩张后有收缩的趋势

C

解析试题分析:将磁场分解为水平向四周方向的和竖直向上的,通电圆环受安培力向上,可判断电流方向(从上向下看)为顺时针方向,根据左手定律,此时竖直向上的分磁场有使线圈收缩的趋势,D错误,水平向四周的分磁场对线圈有竖直向上的作用力,大小为,此时线圈向上做匀加速运动,线,加速度,经过时间t,撤去恒定电流瞬间,此时速度达到最大,为,C正确;此后线圈再向上运动,会产生逆时针方向的感应电流,会受到向下的安培力,而且越向上运动,速度越小,安培力越小,因此做变减速运动,B错误;根据动能定理,在上升的整个过程中,,因此,A错误。
考点:电磁感应,法拉第电磁感应定律,动能定理,牛顿第二定律

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