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19.如图所示,磁场方向垂直于纸面,磁感应强度大小在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布.一钢制圆环用绝缘细线悬挂于O点.将圆环拉至位置a后无初速度释放,圆环摆到右侧最高点b,不计空气阻力.在圆环从a摆向b的过程中(  )
A.感应电流方向先是逆时针方向,再顺时针方向,后逆时针方向
B.感应电流的大小是先增大再减小
C.如果铜环的电阻足够小,b点与a点的高度差也足够小
D.安培力方向始终沿水平方向

分析 本题由楞次定律可得出电流的方向,重点在于弄清何时产生电磁感应,以及磁通量是如何变化的;
由法拉第电磁感应定律可知,结合闭合电路欧姆定律,可知,感应电流的大小;
由左手定则判断安培力的方向.

解答 解:A、先看感应电流方向,钢制圆环内磁通量先向里并增大,钢制圆环感应电流的磁场向外,感应电流为逆时针;
钢制圆环越过最低点过程中,钢制圆环内磁通量向里的减小,向外的增大,所以钢制圆环感应电流的磁场向里,感应电流为顺时针;
越过最低点以后,钢制圆环内磁通量向外并减小,所以钢制圆环感应电流的磁场向外,感应电流为逆时针,故A正确;
B、分析安培力方向,竖直时平衡的,故只有一个水平方向的安培力和重力作用,易知最低点不是速度最大的时候,从而无法对感应电流的大小进行判断;故B错误.
C、如果铜环的电阻较小,由Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t,消耗的内能反而会增加,根据能量守恒定律可知,b点与a点的高度差会变大,故C错误;
D、再看安培力方向,根据左手定则,因等效导线是沿竖直方向的,且两边的磁感应强度不同,故合力方向始终沿水平方向,故D正确.
故选:AD.

点评 本题考查法拉第电磁感应定律,安培力左手定则,力的合成等,难度较大.注意研究钢制圆环在越过最低点过程中这一环节,如果丢掉这一环节,就会错选.

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