题目内容

1.如图所示,一闭合的小金属环用一根绝缘细杆挂在固定点O处,使金属圆环在竖直线OO′的两侧来回摆动的过程中穿过水平方向的匀强磁场区域,磁感线的方向和水平面垂直.若悬点摩擦和空气阻力均不计,则(  )
A.金属环每次进入和离开磁场区域都有感应电流,而且感应电流的方向相同
B.金属环进入磁场区域后越靠近OO′线时速度越大,而且产生的感应电流越小
C.金属环开始摆动后,摆角会越来越小,摆角小到某一值后不再减小
D.金属环在摆动过程中,机械能将全部转化为环中的电能

分析 感应电流的方向由楞次定律判断.当穿过金属环的磁通量不变时没有感应电流产生,金属环不再受到安培力.最终金属环在磁场内往复运动.

解答 解:A、当金属环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化,都会产生感应电流.金属环进入磁场时,磁通量增大,离开磁场时磁通量减小,根据楞次定律得知两个过程感应电流的方向相反,故A错误.
B、金属环进入磁场后,由于没有磁通量的变化,因而圆环中没有感应电流,不受磁场力作用,离平衡位置越近,则速度越大,故B错误.
C、由于从左侧摆到右侧的过程中,线框中磁通量发生变化,因而产生感应电流,线框中将产生焦耳热,根据能量守恒知线框的机械能不断减少,故在左侧线框的高度将高于起始时右侧的高度,所以摆角会越来越小,当环完全在磁场中来回摆动时,磁通量不变,没有感应电流,圆环的机械能守恒,摆角不变,在磁场区域来回摆动,故C正确.
D、圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动,机械能守恒,则金属环在摆动过程中,机械能不可能将完全转化为环中的电能,故D错误
故选:C

点评 本题考查楞次定律的应用和能量守恒相合.要注意金属环最终不可能停下来,机械能就不可能完全转化为电能.

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