如圖所示，空間存在着與圓台母線垂直向外的磁場，各處的磁感應強度大小均為B，圓台母線與豎直方向的夾角為θ．一個質...

問題詳情：

如圖所示，空間存在着與圓台母線垂直向外的磁場，各處的磁感應強度大小均為B，圓台母線與豎直方向的夾角為θ．一個質量為m、半徑為r的勻質金屬圓環位於圓台底部．圓環中維持恆定的電流I,圓環由靜止向上運動，經過時間t後撤去該恆定電流並保持圓環閉合，圓環上升的最大高度為H．已知重力加速度為g，磁場的範圍足夠大．在圓環向上運動的過程中，下列説法正確的是

A．安培力對圓環做的功為mgH

B．圓環先做勻加速運動後做勻減速運動

C．圓環運動的最大速度為

D．圓環先有擴張後有收縮的趨勢

【回答】

C

【解析】

試題分析：圓環通電後由靜止開始向上運動，判斷受到安培力有向上的分力，根據左手安培定則判斷電流沿順時針方向如下圖，把圓環分為弧長為若干小段，則每一小段可看做一段直導線，受到安培力沿圓台母線方向斜向上，則豎直分力為，根據對稱*，安培力在水平方向分力相互抵消，合力豎直向上，即為，撤去電流之前的時間內，圓環做勻加速直線運動，加速度，電流撤去後，圓環受到自身重力做勻減速直線運動，選項B對．向上運動過程最大速度即電流撤去時的速度，選項C對．整個上升過程有重力做功，安培力做功，根據動能定理，，即，但電流撤去切割磁感線仍有安培力做功，在時間t內安培力對圓環做功小於所以選項A錯．勻加速階段由於安培力的水平分力，圓環有收縮的趨勢，電流撤去後，圓環切割磁感線，根據楞次定律感應電流阻礙其向上運動，判斷感應電流為逆時針方向，安培力沿母線向下，安培力有水平向外的分力，圓環有擴張趨勢，選項D錯．

考點：安培力做功  電磁感應

知識點：牛頓第二定律

題型：選擇題