Question

如圖所示，空間存在著與圓臺(tái)母線垂直向外的磁場(chǎng)，各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，圓臺(tái)母線與豎直方向的夾角為θ。一個(gè)質(zhì)量為m、半徑為r的勻質(zhì)金屬圓環(huán)位于圓臺(tái)底部。圓環(huán)中維持恒定的電流I,圓環(huán)由靜止向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后撤去該恒定電流并保持圓環(huán)閉合，圓環(huán)上升的最大高度為H。已知重力加速度為g，磁場(chǎng)的范圍足夠大。在圓環(huán)向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是

A．安培力對(duì)圓環(huán)做的功為mgH

B．圓環(huán)先做勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻減速運(yùn)動(dòng)

C．圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的最大速度為

D．圓環(huán)先有擴(kuò)張后有收縮的趨勢(shì)

 

Answer 1

【答案】

C

【解析】

試題分析：將磁場(chǎng)分解為水平向四周方向的和豎直向上的，通電圓環(huán)受安培力向上，可判斷電流方向（從上向下看）為順時(shí)針?lè)较�，根�?jù)左手定律，此時(shí)豎直向上的分磁場(chǎng)有使線圈收縮的趨勢(shì)，D錯(cuò)誤，水平向四周的分磁場(chǎng)對(duì)線圈有豎直向上的作用力，大小為，此時(shí)線圈向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，線，加速度，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，撤去恒定電流瞬間，此時(shí)速度達(dá)到最大，為，C正確；此后線圈再向上運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，會(huì)受到向下的安培力，而且越向上運(yùn)動(dòng)，速度越小，安培力越小，因此做變減速運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理，在上升的整個(gè)過(guò)程中，，因此，A錯(cuò)誤。

考點(diǎn)：電磁感應(yīng)，法拉第電磁感應(yīng)定律，動(dòng)能定理，牛頓第二定律