Question

如图所示，一闭合的小金属环用一根绝缘细杆挂在固定点O处，使金属圆环在竖直线OO′的两侧来回摆动的过程中穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线的方向和水平面垂直．若悬点摩擦和空气阻力均不计，有以下四种判断：
①金属环每次进入和离开磁场区域都有感应电流，而且感应电流的方向相反
②金属环进入磁场区域后越靠近OO′线时速度越大，而且产生的感应电流越大
③金属环开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后不再减小
④金属环在摆动过程中，机械能将全部转化为环中的电能．
上述判断正确的是（ ）

A．①③
B．①④
C．②③
D．②④

Answer

楞次定律的内容为：闭合回路中产生的感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化；判断感应电流的方向首先要确定原磁场的方向及磁通量的变化，然后根据楞次定律进行判断感应电流的方向．
【解析】
①、当金属环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生电流．环进入和离开磁场区域，磁通量分别是增大和减小，根据楞次定律得感应电流的方向相反，故①正确．
②、金属环进入磁场后，由于没有磁通量的变化，因而圆环中没有感应电流，不受磁场力作用，只在重力作用下，离平衡位置越近，则速度越大，故②错误．
③、由于从左侧摆到右侧的过程中，线框中磁通量发生变化，因而产生感应电流，由于电阻的存在，线框中将产生焦耳热，根据能量守恒知线框的机械能将不守恒，故在左侧线框的高度将高于起始时右侧的高度，所以摆角会越来越小，当完全在磁场中来回摆动时，则没有感应电流，圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，故③正确．
④、金属环在摆动过程中，机械能将部分转化为环中的电能与电阻产生热能，故④错误；
故选A．