题目内容

13．如图金属圆环质量为m，半径为r，用绝缘细线悬于O点，离O点下方$\frac{L}{2}$处有一宽度为$\frac{1}{4}$L，垂直纸面向里的非匀强磁场，同一高度处各点磁感应强度大小相同．现将环拉至与O点等高位置M点静止释放，不计空气阻力，摆动过程中环所在平面始终垂直磁场，则下列说法正确的是（　　）
A．由楞次定律知，进入磁场或离开磁场过程中，安培力方向总与环的运动方向相反
B．环进入或离开磁场时，安培力的方向总是沿竖直方向
C．在环达到稳定摆动状态的整个过程中，环产生的热量为mg$\frac{3}{4}$L
D．环进入磁场过程中，产生的感应电流方向为逆时针，离开磁场过程中，产生的感应电流方向为顺时针，在磁场中运动时，感应电流方向为逆时针

分析 金属环穿过磁场的过程中，产生感应电流，金属环中产生焦耳热，环的机械能减少，当金属环在磁场下方，不再进入磁场时，环的机械能不变，环稳定摆动，由能量守恒定律可以求出产生的焦耳热．

解答 解：A、当环进入磁场或离开磁场的过程中，圆环在磁场中的那一部分才受到的安培力，在磁场中的那一部分的等效长度是环与磁场的边界的两个交点之间的弦长度，所以环进入或离开磁场时，安培力的方向总是沿竖直方向，而不是与环运动的方向相反．故A错误，B正确，
C、当环在磁场下方摆动，不再进入磁场时，摆动稳定，金属环中产的焦耳热等于环减少的机械能，由能量守恒定律得：
Q=mg（$\frac{L}{2}$+$\frac{L}{4}$）=mg$\frac{3}{4}L$；故C正确；
D、环在磁场中运动时，穿过环的磁通量保持不变，所以没有感应电流．故D错误．
故选：BC

点评 在金属环穿过磁场时机械能转化为焦耳热，环减少的机械能就等于环中产生的焦耳热．同时要注意，当环环进入或离开磁场时，安培力的方向总是沿竖直方向，而不是与环运动的方向相反，这是容易错误的地方．

练习册系列答案
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B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02A
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