Question

如图所示，空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场，各处的磁感应强度大小均为B，圆台母线与竖直方向的夹角为θ。一个质量为m、半径为r的匀质金属圆环位于圆台底部。圆环中维持恒定的电流I,圆环由静止向上运动，经过时间t后撤去该恒定电流并保持圆环闭合，圆环上升的最大高度为H。已知重力加速度为g，磁场的范围足够大。在圆环向上运动的过程中，下列说法正确的是

A．安培力对圆环做的功为mgH

B．圆环先做匀加速运动后做匀减速运动

C．圆环运动的最大速度为

D．圆环先有扩张后有收缩的趋势

Answer

C

【解析】

试题分析：将磁场分解为水平向四周方向的和竖直向上的，通电圆环受安培力向上，可判断电流方向（从上向下看）为顺时针方向，根据左手定律，此时竖直向上的分磁场有使线圈收缩的趋势，D错误，水平向四周的分磁场对线圈有竖直向上的作用力，大小为，此时线圈向上做匀加速运动，线，加速度，经过时间t，撤去恒定电流瞬间，此时速度达到最大，为，C正确；此后线圈再向上运动，会产生逆时针方向的感应电流，会受到向下的安培力，而且越向上运动，速度越小，安培力越小，因此做变减速运动，B错误；根据动能定理，在上升的整个过程中，，因此，A错误。

考点：电磁感应，法拉第电磁感应定律，动能定理，牛顿第二定律