题目内容

2．一个半径为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，在O1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在同一竖直线上，如图所示，现使绝缘轻细杆由水平位置由静止释放，下摆中金属环所在平面始终垂直磁场，则下列说法正确的是（　　）
A．金属环最终会静止在O1点的正下方
B．金属环在整个过程中产生的焦耳热是mgL
C．金属环在整个过程中产生的焦耳热是$\frac{1}{2}$mg（L+2r）
D．金属环在整个过程中产生的焦耳热是mg（L+r）

分析 根据感应电流产生条件，只有环进入或离开磁场时，才会产生焦耳热，当环只能在磁场中运动时，即不会产生焦耳热，从而动能的减小，即为产生焦耳热．

解答 解：环在进或出磁场时，因切割磁感线，从而产生焦耳热；当环整体在磁场中运动时，环不会离开磁场，因此也不会产生焦耳热；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h=$\frac{1}{2}$（L+2r）．
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Q=mgh=$\frac{1}{2}$mg（L+2r），故C正确，ABD错误．
故选：C．

点评 该题考查机械能守恒定律的应用，注意其守恒的条件，掌握焦耳热的产生的条件，理解能量守恒定律的应用．注意环不再出磁场时，就没有焦耳热产生是解题的关键．

练习册系列答案
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13．以下说法正确的是（　　）
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