题目内容

16.如图所示,abcd是一闭合的小金属线框,用一根绝缘细杆挂在固定点O,使金属线框绕竖直线OO′来回摆动的过程中穿过水平方向的匀强磁场区域,磁感线方向跟线框平面垂直.若悬点摩擦和空气阻力均不计,则下列判断正确的是(  )
①线框进入或离开磁场区域时,都产生感应电流,而且电流的方向相反
②线框进入磁场区域后越靠近OO′线时速度越大,因而产生的感应电流也越大
③线框开始摆动后,摆角会越来越小,摆角小到某一值后将不再减小
④线框摆动过程中,它的机械能将完全转化为线框电路中的电能.
A.①③B.②④C.①②D.②③

分析 楞次定律的内容为:闭合回路中产生的感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化;判断感应电流的方向首先要确定原磁场的方向及磁通量的变化,然后根据楞次定律进行判断感应电流的方向.

解答 解:①当金属环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化,会产生电流.环进入和离开磁场区域,磁通量分别是增大和减小,根据楞次定律得感应电流的方向相反,故①正确.
②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,只在重力作用下,离平衡位置越近,则速度越大,故②错误.
③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,由于电阻的存在,线框中将产生焦耳热,根据能量守恒知线框的机械能将不守恒,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,当完全在磁场中来回摆动时,则没有感应电流,圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动,故③正确.
④、金属环在摆动过程中,机械能将部分转化为环中的电能与电阻产生热能,故④错误;故A正确;
故选:A.

点评 本题考查楞次定律的应用和能量守恒相合.注意楞次定律判断感应电流方向的过程,先确认原磁场方向,再判断磁通量的变化,感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化.

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