Question

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

Answer 1

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．