Question

如圖所示，用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)質(zhì)量不計(jì)的細(xì)桿與一個(gè)上弧長(zhǎng)為、下弧長(zhǎng)為d₀的金屬線(xiàn)框的中點(diǎn)聯(lián)結(jié)并懸掛于O點(diǎn)，懸點(diǎn)正下方存在一個(gè)上弧長(zhǎng)為2l₀、下弧長(zhǎng)為2d₀的方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且d₀《L。先將線(xiàn)框拉開(kāi)到如圖4所示位置，松手后讓線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)，忽略空氣阻力和摩擦。下列說(shuō)法正確的是

A．金屬線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)椋?i>a→b→c→d→a

B．金屬線(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)椋?i>a→d→c→b→a

C．金屬線(xiàn)框dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)與ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)的速度大小總是相等

D．金屬線(xiàn)框最終將在磁場(chǎng)內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

 

Answer 1

D

解析:

金屬線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由于電磁感應(yīng)，產(chǎn)生電流，根據(jù)楞次定律判斷電流的方向?yàn)椋?/p>

a→b→c→d→a 。金屬線(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)由于電磁感應(yīng)，產(chǎn)生電流，根據(jù)楞次定律判 斷電流的方向?yàn)?a→d→c→b→a 。根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒，可知，金屬線(xiàn)框dc邊進(jìn)入 磁場(chǎng)與ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)的速度大小不相等。如此往復(fù)擺動(dòng)，最終金屬線(xiàn)框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)擺動(dòng)， 由于d₀《L，單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件是擺角小于等于10度，故最終在磁場(chǎng)內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)