Question

【題目】如圖所示，均質(zhì)均勻圓環(huán)半徑略大于圓柱體半徑，空間存在垂直于圓柱體表面沿半徑向外的磁場(chǎng)，圓環(huán)所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．圓環(huán)的質(zhì)量為m，半徑為r，給環(huán)以豎直向上的初速度v，圓環(huán)上升的最大高度為H，然后落回拋出點(diǎn)，此過(guò)程中（　�。�

A.圓環(huán)先有擴(kuò)張后有收縮趨勢(shì)B.圓環(huán)上升時(shí)間比下降時(shí)間短

C.圓環(huán)上升過(guò)程和下降過(guò)程產(chǎn)生的熱量相同D.圓環(huán)上升過(guò)程經(jīng)過(guò)位置時(shí)的速度小于

Answer 1

【答案】B

【解析】

A．圓環(huán)上升時(shí)，根據(jù)楞次定律可得，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较�；根�?jù)左手定則可得，圓環(huán)受到的安培力的方向向下；圓環(huán)下降時(shí)，根據(jù)楞次定律可得，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍桓鶕?jù)左手定則可得，圓環(huán)受到的安培力的方向向上；整個(gè)的過(guò)程中，圓環(huán)既沒(méi)有擴(kuò)張的趨勢(shì)，也沒(méi)有收縮的趨勢(shì)。故A不符合題意。

B．由A的方向可得，圓環(huán)上升上安培力的方向向下，有： ；圓環(huán)下降時(shí)，安培力的方向向上，有：，由于上升與下降的高度是相等的，所以圓環(huán)上升的時(shí)間比較小。故B符合題意。

C．圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中的電動(dòng)勢(shì)為：E＝BLv，電流為：，設(shè)上升的高度是h，則有：

產(chǎn)生的熱量為：

在圓環(huán)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，雖然是變速運(yùn)動(dòng)，也接近是，雖然不能精確計(jì)算出上升與下降過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，但是可得，產(chǎn)生的熱量與速度的大小成正比。由于整個(gè)的過(guò)程中不斷由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以上升的過(guò)程中的平均速度要大于下降過(guò)程的平均速度。所以上升的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量比較大。故C不符合題意。

D．圓環(huán)上升過(guò)程做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)可得前半段速度減小快，經(jīng)過(guò)位置時(shí)的速度小于，但不一定小于。，故D不符合題意。