题目内容

【题目】半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环用一根长为L的绝缘轻细杆悬挂于O1点,杆所在直线过圆环圆心,在O1点的正下方有一半径为L+2r的圆形匀强磁场区域,其圆心O2与O1点在同一竖直线上,O1点在圆形磁场区域边界上,磁感应强度为B,如图所示。现使绝缘轻细杆从水平位置由静止释放,下摆过程中金属圆环所在平面始终与磁场垂直,已知重力加速度为g,不计空气阻力及摩擦阻力,则( )

A. 圆环最终会静止在O1点的正下方

B. 圆环第一次进入磁场的过程通过圆环的电荷量大小为

C. 圆环在整个过程中产生的焦耳热为

D. 圆环在整个过程中产生的焦耳热为

【答案】BC

【解析】圆环在进或出磁场时,因磁通量变化,产生感应电流,机械能要减少;当圆环整体完全在磁场中运动时,磁通量不变,不再产生感应电流,其机械能不变,圆环不会离开磁场,就在磁场中左右摆动,不会静止静止在点的正下方,A错误。圆环第一次进入磁场的过程通过圆环的电量大小为,B正确;由几何关系可知,该过程中环的上边缘恰好位于磁场的边界时,与开始时相比环的重心下降的高度为,由能量守恒定律,则有:在整个运动过程中产生的焦耳热Q,即为减小的机械能,因此有,C正确D错误.

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