Question

如圖所示，空間存在著與圓臺母線垂直向外的磁場，各處的磁感應(yīng)強度大小均為B，圓臺母線與豎直方向的夾角為θ。一個質(zhì)量為m、半徑為r的勻質(zhì)金屬圓環(huán)位于圓臺底部。圓環(huán)中維持恒定的電流I,圓環(huán)由靜止向上運動，經(jīng)過時間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，磁場的范圍足夠大。在圓環(huán)向上運動的過程中，下列說法正確的是

A．安培力對圓環(huán)做的功為mgH

B．圓環(huán)先做勻加速運動后做勻減速運動

C．圓環(huán)運動的最大速度為

D．圓環(huán)先有擴張后有收縮的趨勢

 

Answer 1

【答案】

C

【解析】

試題分析：將磁場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）為順時針方向，根據(jù)左手定律，此時豎直向上的分磁場有使線圈收縮的趨勢，D錯誤，水平向四周的分磁場對線圈有豎直向上的作用力，大小為，此時線圈向上做勻加速運動，線，加速度，經(jīng)過時間t，撤去恒定電流瞬間，此時速度達到最大，為，C正確；此后線圈再向上運動，會產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，會受到向下的安培力，而且越向上運動，速度越小，安培力越小，因此做變減速運動，B錯誤；根據(jù)動能定理，在上升的整個過程中，，因此，A錯誤。

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