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如图所示,一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点,将圆环拉离平衡位置并释放,圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域,A,B为该磁场的竖直边界,若不计空气阻力,则


  1. A.
    圆环向右穿过磁场后,还能摆至原来的高度。
  2. B.
    在进入和离开磁场时,圆环中均有感应电流
  3. C.
    圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大,感应电流也越大
  4. D.
    圆环最终将静止在平衡位置。
A
【错解分析】错解:如图11-14所示,当圆环从1位置开始下落,进入磁场和摆出磁场时(即2位置和3位置),由于有磁通量变化,圆环上产生感应电流,选项B正确。由于金属圆环自身存在内阻,所以必然有热量产生(既有能量损失)。因此,圆环不会再摆到4位置。选项A错。当圆环进入磁场后,穿过环内的磁通量不再发生变化,无感应电流产生。选项C错误。由于每次通过磁场都有能量损失,所以圆环最终将静止在平衡位置,D选项正确。

  物体有惯性,人的思维也有惯性。这个同学对ABC选项的判断是正确的。只有D选项选错了。在圆环穿过磁场时,要发生电磁感应现象造成机械能转化为电能,电能再进一步转化为内能。但是,这位同学忘记分析当圆环仅在匀强磁场内摆动时,穿过圆环内的磁通量还变化吗?导致了选择错误。
  【正确解答】
  如图11-14所示,当圆环从1位置开始下落,进入磁场时(即2和3位置),由于圆环内磁通量发生变化,所以有感应电流产生。同时,金属圆环本身有内阻,必然有能量的转化,即有能量的损失。因此圆环不会摆到4位置。随着圆环进出磁场,其能量逐渐减少圆环摆动的振幅越来越小。当圆环只在匀强磁场中摆动时,如图11-15所示。圆环内无磁通量的变化,无感应电流产生,无机械能向电能的转化。题意中不存在空气阻力,摆线的拉力垂直于圆环的速度方向,拉力对圆环不做功,所以系统的能量守恒,所以圆环将在AB间来回摆动。
  【小结】
  电磁感应现象产生的条件是穿过线圈所包围的平面内的磁通量发生
只有回路中有ΔΦ≠0,即当面积S一定时,ΔB≠0,才会有感应电动势,才有感应电流的存在。可见,在分析物理问题时,要严格按照物理规律成立的条件办事。
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一闭合金属环水平放置处于竖直方向的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示,取竖直向上方向为磁场的正方向,金属环中取逆时针方向(俯视)为电流的正方向,则下面图象中能正确反映金属环中的感应电流i随时间t变化规律的是(  )

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如图所示,一闭合金属环从上而下通过通电的长直螺线管,b为螺线管的中点,金属环通过a、b、c处时,能产生感应电流的是
a,c
a,c

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如图所示,一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O点,将圆环拉离平衡位置并释放,圆环摆动过程中经过匀强磁场区域,则(空气阻力不计)(  )

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精英家教网如图所示,一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点,将圆环拉离平衡位置从位置l开始由静止释放,圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域,圆环面与磁场垂直,A、B为该磁场的竖直边界,位置1与位置4在同一水平高度,若不计空气阻力,则(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O点,将圆环拉离平衡位置并释放,圆环摆动过程中经过匀强磁场区域,则(  )
A、圆环向右穿过磁场后,不能摆至原高度B、在进入和离开磁场时,圆环中感应电流方向相同C、圆环进入磁场后,感应电流方向不变D、圆环最终停止在最低点

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