Question

如圖所示，空間存在著與圓臺母線垂直向外的磁場，各處的磁感應強度大小均為B，圓臺母線與豎直方向的夾角為θ。一個質量為m、半徑為r的勻質金屬圓環位于圓臺底部。圓環中維持恒定的電流I,圓環由靜止向上運動，經過時間t后撤去該恒定電流并保持圓環閉合，圓環上升的最大高度為H。已知重力加速度為g，磁場的范圍足夠大。在圓環向上運動的過程中，下列說法正確的是

A．安培力對圓環做的功為mgH

B．圓環先做勻加速運動后做勻減速運動

C．圓環運動的最大速度為

D．圓環先有擴張后有收縮的趨勢

Answer 1

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，會產生逆時針方向的感應電流，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；根據動能定理，在上升的整個過程中，，因此，A錯誤。
考點：電磁感應，法拉第電磁感應定律，動能定理，牛頓第二定律