Question

如圖所示，用一根長為L質量不計的細桿與一個上弧長為l₀、下弧長為d₀的金屬線框的中點連接并懸掛于O點，懸點正下方存在一個上弧長為2l₀、下弧長為2d₀的方向垂直紙面向里的勻強磁場，且d₀《L．先將線框拉開到如圖所示位置，松手后讓線框進入磁場，忽略空氣阻力和摩擦．下列說法正確的是（　　）

A、金屬線框進入磁場時感應電流的方向為a→b→c→d→a

B、金屬線框離開磁場時感應電流的方向為a→d→c→b→a

C、金屬線框dc邊進入磁場與ab邊離開磁場的速度大小總是相等

D、金屬線框最終將在磁場內做簡諧運動

Answer 1

分析：由楞次定律可得出線圈進入磁場及離開磁場時的電流方向，因線圈只有在經過邊界時才產生電磁感應現(xiàn)象，消耗機械能；則可得出單擺最終的運動情況

解答：解：A、金屬線框進入磁場時，由于電磁感應，產生電流，根據(jù)楞次定律判斷電流的方向為 a→d→c→b→a，故A錯誤．
B、金屬線框離開磁場時由于電磁感應，產生電流，根據(jù)楞次定律判斷電流的方向為a→b→c→d→a，故B錯誤．
C、D、根據(jù)能量轉化和守恒，線圈每次經過邊界時都會消耗機械能，故可知，金屬線框 dc邊進入磁場與ab邊離開磁場的速度大小不相等．如此往復擺動，最終金屬線框在勻強磁場內擺動，由于 od≤L，單擺做簡諧運動的條件是擺角小于等于 10 度，故最終在磁場內做簡諧運動，故D正確．
故選D．

點評：右手定則、楞次定律和簡諧運動的條件是高中必須掌握的知識，本題由于有的學生不能分析出金屬線框最后的運動狀態(tài)，故本題的難度較大．