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    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．

    练习册系列答案
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