Question

16．如图，用绝缘细线悬挂一个带正电的铜制圆环，悬挂于O点，摆长为L，当它摆过竖直线OC时便进入或离开一个匀强磁场，磁场方向垂直于圆环摆动的平面，A、D点分别是最大位移处，下列说法中正确的是（　　）

• A． A点和D点处于同一水平面
• B． 圆环每次经过C点时的速度相同
• C． 圆环在摆动过程中机械能不守恒
• D． 圆环每次经过E点时，绳上的拉力不等

Answer 1

分析 带电圆环在进入磁场的运动过程中穿过小球的切面的磁通量发生变化，小球内产生涡流．单摆的周期与没有磁场时相同．经过A、B两点时，根据向心力为零，分析拉力大小关系．单摆向左或向右运动经过D点时，速率相等，向心力相同，根据洛伦兹力的关系，分析线的拉力大小是否相等．

解答 解：A、带电圆环在进入磁场的运动过程中穿过小球的切面的磁通量发生变化，圆环内产生涡流，整个过程中圆环的机械能不守恒，所以B点的位移低于A点的高度．故A错误．
B、由A的分析可知，圆环的机械能不守恒，故经过C点的速度将逐渐减小；故B错误；
C、由于每交进出时导体切割磁感线，有机械能转化为内能，圆环机械能不守恒；故C正确；
D、根据圆环的机械能守恒可知，圆环向左和向右经过C点时速率相等，则向心力相同，但由于洛伦兹力方向相反，所以单摆向左或向右运动经过C点时线的拉力大小不等．故D正确；
故选：CD．

点评 本题中圆环在复合场运动，洛伦兹力不做功，但机械能仍然不守恒，洛伦兹力不改变圆环运动的快慢．但要注意洛伦兹力方向与速度有关，速度反向，洛伦兹力方向也相反．