题目内容
15．
如图所示，半径为R、质量为m且分布均匀的闭合金属圆环用长为L的丝线悬挂于天花板下，其下方横放着一根通电直导线，今将环拉至摆线与竖直方向成q角的位置，无初速释放，设环在摆动过程中始终保持与导线在同一平面内，则（ ）| A． | 环能摆到右侧同一高度处 | |
| B． | 环第一次摆到右边最高点过程中感应电流方向不变 | |
| C． | 环运动中所受安培力始终与速度方向相反 | |
| D． | 环运动中所受安培力始终沿竖直方向 |
分析 圆环在不均匀的磁场中运动，穿过圆环的磁通量会发生变化，会产生电流，根据楞次定律和能量守恒求解即可．
解答 解：A、根据电流的磁场的特点可知，导线上方的磁场是不均匀的，靠近导线处的磁场强，远离导线的地方磁场弱．所以在圆环运动的过程中，穿过圆环的磁通量会发生变化，所以能产生感应电流．电磁感应的过程中一部分的机械能转化为电能，所以环的机械能减小，环不能摆到右侧同一高度处．故A错误；
B、导线中电流的方向向右，可知导线上方的磁场的方向向外，当环在最低点时向外的磁通量增大，环到达最高点时，向外的磁通量最小，所以环第一次摆到右边最高点过程中穿过环的磁通量先增大，后减小，所以感应电流方向在最低点发生变化．故B错误；
C、D、导线上方的磁场是不均匀的，靠近导线处的磁场强，远离导线的地方磁场弱，若采用极性思维的方法：假设环向上的过程中穿出磁场，向下的过程中进入磁场，根据楞次定律可知，环向上运动的过程中受到的安培力的方向向下，环向下运动的过程中受到的安培力的方向向上，与环的轨迹无关，所以环运动中所受安培力始终沿竖直方向，而不是始终与速度方向相反．故C错误，D正确．
故选：D
点评 本题为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．
该题的难度是由于磁场的分布特点，所以环受到的安培力的方向在竖直方向上，而不是与运动的方向相反．
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6．
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蹦床运动员在空中运动时可视为质点，可依据装在弹性网上的传感器描绘出运动员对弹性网的压力随时间的F-t图象，试估算出运动员跃起的最大高度为（g取10m/s2）（ ）| A． | 1.5m | B． | 1.8m | C． | 5.0m | D． | 7.2m |
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7．
如图所示，一带电粒子，质量为m，电荷量为q，以一定的速度沿水平直线A′B′方向通过一正交的电磁场，磁感应强度为B1，电场强度为E．粒子沿垂直等边三角形磁场边框的AB边方向由中点的小孔O进入另一匀强磁场，该三角形磁场的边长为a，经过两次与磁场边框碰撞（碰撞过程遵从反射定律）后恰好返回到小孔O，则以下说法正确的是（不计重力）（ ）
如图所示，一带电粒子，质量为m，电荷量为q，以一定的速度沿水平直线A′B′方向通过一正交的电磁场，磁感应强度为B1，电场强度为E．粒子沿垂直等边三角形磁场边框的AB边方向由中点的小孔O进入另一匀强磁场，该三角形磁场的边长为a，经过两次与磁场边框碰撞（碰撞过程遵从反射定律）后恰好返回到小孔O，则以下说法正确的是（不计重力）（ ）| A． | 该带电粒子一定带正电 | |
| B． | 该带电粒子的速度为$\frac{E}{{B}_{1}}$ | |
| C． | 该粒子返回到小孔O之后仍沿B′A′直线运动 | |
| D． | 等边三角形磁场的磁感应强度为$\frac{2mE}{{B}_{1}qa}$ |
4．
如图所示，长度为L=0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=2kg的小球，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为3m/s，g取10m/s2，则此时小球受到细杆的力为（ ）
如图所示，长度为L=0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=2kg的小球，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为3m/s，g取10m/s2，则此时小球受到细杆的力为（ ）| A． | 16N的拉力 | B． | 16N的支持力 | C． | 6N的支持力 | D． | 6N的拉力 |
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