Question

17．如圖所示．光滑絕緣無限大水平面上固定一通電長直導線．質量為0.02kg的正方形金屬框在該水平面內以2m/s、與電流方向成60°角的速度滑出．下列說法中正確的是（　　）

• A． 金屬框中無電流，一直做勻速直線運動
• B． 金屬框最終在水平面上做勻速直線運動
• C． 金屬框最終將靜止在水平面上的某處
• D． 金屬框中產生的熱量最多為0.04J

Answer 1

分析 金屬框周圍有環形的磁場，金屬框向右下運動，磁通量減小，根據“來拒去留”可知，所受的安培力與運動方向相反，使金屬框在垂直導線方向做減速運動，當垂直導線方向的速度減為零，最終金屬框的運動狀態為勻速沿導線運動，速度為原來速度的沿導線方向上的分量．

解答 解：ABC、金屬框周圍有環形的磁場，金屬框向右下運動，磁通量減小，根據“來拒去留”可知，所受的安培力與運動方向相反，使金屬環在垂直導線方向做減速運動，當垂直導線方向的速度減為零，只剩沿導線方向的速度，然后磁通量不變，無感應電流，水平方向合力為零，故為勻速直線運動，故AC錯誤，B正確；
D、由題意知：沿導線方向分速度v₁=v₀•cos60°=2×$\frac{1}{2}$=1m/s，根據動能定理解得：$\frac{1}{2}$mv₁²-$\frac{1}{2}$mv₀²=Q，代入數值解得：Q=-0.03J，故環中最多產生0.03J的電能，故D錯誤．
故選：B．

點評 此題考查法拉第電磁感應定律的應用及動能定理或者是能量守恒的應用，題目單一但是并不簡單，需要知識的活學活用．