3.如圖所示,閉合金屬圓環(huán)用絕緣細線掛于O點,將圓環(huán)拉離平衡位置并釋放,圓環(huán)擺動過程經(jīng)過水平勻強磁場區(qū)域,虛線為該磁場的豎直邊界,已知磁場區(qū)域的寬度大于圓環(huán)的直徑.若不計空氣阻力,則( 。
A.圓環(huán)在擺動過程中始終產(chǎn)生感應電流
B.圓環(huán)在擺動過程中,機械能始終守恒
C.圓環(huán)在磁場區(qū)域中擺動時,機械能守恒
D.圓環(huán)最終將靜止在豎直方向上

分析 圓環(huán)向右穿過磁場后,會產(chǎn)生電流,根據(jù)能量守恒求解.當圓環(huán)進入或離開磁場區(qū)域時磁通量發(fā)生變化,會產(chǎn)生電流.最終整個圓環(huán)在磁場區(qū)域來回擺動,不產(chǎn)生感應電流,機械能守恒.

解答 解:A、只有當圓環(huán)進入或離開磁場區(qū)域時磁通量發(fā)生變化,會產(chǎn)生電流.故A錯誤.
B、當圓環(huán)進入或離開磁場區(qū)域時磁通量發(fā)生變化,會產(chǎn)生電流,機械能向電能轉化,所以機械能不守恒.故B錯誤.
C、整個圓環(huán)進入磁場后,磁通量不發(fā)生變化,不產(chǎn)生感應電流,機械能守恒.故C正確.
D、在圓環(huán)不斷經(jīng)過磁場,機械能不斷損耗過程中圓環(huán)越擺越低,最后整個圓環(huán)只會在磁場區(qū)域來回擺動,因為在此區(qū)域內(nèi)沒有磁通量的變化(一直是最大值),所以機械能守恒,即圓環(huán)最后的運動狀態(tài)為在磁場區(qū)域來回擺動,而不是靜止在平衡位置.故D錯誤.
故選:C.

點評 本題為楞次定律的應用和能量守恒相合.注意楞次定律判斷感應電流方向的過程,先確認原磁場方向,再判斷磁通量的變化,感應電流產(chǎn)生的磁場總是阻礙原磁通量的變化.

練習冊系列答案
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A.繩子的拉力增大,BC桿受到的壓力增大
B.繩子的拉力增大,BC桿受到的壓力減小
C.繩子的拉力不變,BC桿受到的壓力不變
D.繩子的拉力不變,BC桿受到的壓力減小

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A.B對A的摩擦力一定為3μmg
B.C與轉臺間的摩擦力大于A與B間的摩擦力
C.轉臺的角速度一定滿足:$ω≤\sqrt{\frac{2μg}{3r}}$
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A.|W12|>2|W34|
B.φa>φb
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