Question

【題目】如圖所示，光滑絕緣水平面上嵌入一無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線。一質(zhì)量為0.02kg的金屬環(huán)在該平面內(nèi)以大小v0＝2m/s、方向與電流方向成60°角的初速度滑出。則（　　）

A. 金屬環(huán)最終將靜止在水平面上的某處

B. 金屬環(huán)最終沿垂直導(dǎo)線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)

C. 金屬環(huán)受安培力方向始終和受到方向相反

D. 金屬環(huán)中產(chǎn)生的電能最多為0.03J

Answer 1

【答案】D

【解析】

ABC、金屬環(huán)周圍有環(huán)形的磁場(chǎng)，金屬環(huán)向右運(yùn)動(dòng)，磁通量減小，根據(jù)“來(lái)拒去留”可知，所受的安培力將阻礙金屬圓環(huán)遠(yuǎn)離通電直導(dǎo)線，即安培力垂直直導(dǎo)線向左，與運(yùn)動(dòng)方向并非相反，安培力使金屬環(huán)在垂直導(dǎo)線方向做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)垂直導(dǎo)線方向的速度減為零，只剩沿導(dǎo)線方向的速度，然后磁通量不變，無(wú)感應(yīng)電流，水平方向合力為零，故為勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A、B、C錯(cuò)誤；

D、由題意知：沿導(dǎo)線方向分速度v1=v0cos60°=1m/s根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒解得：，代入數(shù)值解得：Q=0.03J，故環(huán)中最多產(chǎn)生0.03J的電能，故D正確；故選：D．