Question

19．如图所示，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l₀、下弧长为d₀的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l₀、下弧长为2d₀的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d₀=L，先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦．下列说法正确的是（　　）

• A． 金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→a
• B． 金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a
• C． 金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
• D． 金属线框最终将在有界磁场中做往复运动

Answer 1

分析 由楞次定律可得出线圈进入磁场及离开磁场时的电流方向，因线圈只有在经过边界时才产生电磁感应现象，消耗机械能；则可得出单摆最终的运动情况．

解答 解：A、金属线框进入磁场时，由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为 a→d→c→b→a，故A错误．
B、金属线框离开磁场时由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为a→b→c→d→a，故B错误．
C、根据能量转化和守恒，线圈每次经过边界时都会消耗机械能，故可知，金属线框 dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等．如此往复摆动，最终金属线框在匀强磁场内摆动，最终金属框在磁场内做往复运动，故C错误，D正确．
故选：D．

点评 右手定则、楞次定律和简谐运动的条件是高中必须掌握的知识，本题由于有的学生不能分析出金属线框最后的运动状态，故本题的难度较大．