Question

如圖所示，一閉合的小金屬環(huán)用一根絕緣細(xì)桿掛在固定點(diǎn)O處，使金屬環(huán)在豎直線OO'的兩側(cè)來(lái)回?cái)[動(dòng)的過(guò)程中穿過(guò)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感線的方向和水平面垂直．若懸點(diǎn)摩擦和空氣阻力不計(jì)，且擺動(dòng)過(guò)程中金屬環(huán)不翻轉(zhuǎn)，則（　　）

A．金屬環(huán)每次進(jìn)入和離開磁場(chǎng)區(qū)域都有感應(yīng)電流，而且感應(yīng)電流的方向相同

B．金屬環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后越靠近OO′線時(shí)速度越大，而且產(chǎn)生的應(yīng)電流越大

C．金屬環(huán)開始擺動(dòng)后，擺角會(huì)越來(lái)越小，擺角小到某一值后不再減小

D．金屬環(huán)在擺動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械能將全部轉(zhuǎn)化為金屬環(huán)中的電能

Answer 1

分析：楞次定律的內(nèi)容為：閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通量的變化；判斷感應(yīng)電流的方向首先要確定原磁場(chǎng)的方向及磁通量的變化，然后根據(jù)楞次定律進(jìn)行判斷感應(yīng)電流的方向．

解答：解：A、當(dāng)金屬環(huán)進(jìn)入或離開磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)磁通量發(fā)生變化，會(huì)產(chǎn)生電流．環(huán)進(jìn)入和離開磁場(chǎng)區(qū)域，磁通量分別是增大和減小，根據(jù)楞次定律得感應(yīng)電流的方向相反，故A錯(cuò)誤．
B、金屬環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)后，由于沒(méi)有磁通量的變化，因而圓環(huán)中沒(méi)有感應(yīng)電流，不受磁場(chǎng)力作用，只在重力作用下，離平衡位置越近，則速度越大，故B錯(cuò)誤．
C、由于從左側(cè)擺到右側(cè)的過(guò)程中，線框中磁通量發(fā)生變化，因而產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于電阻的存在，線框中將產(chǎn)生焦耳熱，根據(jù)能量守恒知線框的機(jī)械能將不守恒，故在左側(cè)線框的高度將高于起始時(shí)右側(cè)的高度，所以擺角會(huì)越來(lái)越小，當(dāng)完全在磁場(chǎng)中來(lái)回?cái)[動(dòng)時(shí)，則沒(méi)有感應(yīng)電流，圓環(huán)最后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為在磁場(chǎng)區(qū)域來(lái)回?cái)[動(dòng)，故C正確．
D、圓環(huán)最后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為在磁場(chǎng)區(qū)域來(lái)回?cái)[動(dòng)，機(jī)械能守恒，金屬環(huán)在擺動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械能不可能將完全轉(zhuǎn)化為環(huán)中的電能，故D錯(cuò)誤
故選：C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查楞次定律的應(yīng)用和能量守恒相合．注意楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的過(guò)程，先確認(rèn)原磁場(chǎng)方向，再判斷磁通量的變化，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通量的變化．