电磁感应中的能量转化与守恒
一、单项选择题
1．如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在有界匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出．以下各种说法中正确的是( )
A．向左拉出和向右拉出时，环中的感应电流方向相反
B．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时针方向的
C．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时针方向的
D．环在开始离开磁场之前，就已经有了感应电流
解析：金属圆环不管从哪边拉出磁场，穿过闭合圆环的磁通量都要减少，根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向，选项B正确，A、C错误．在圆环完全处在磁场中时，穿过圆环的磁通量没有改变，该种情况无感应电流产生，故D错误．
答案：B
2.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是( )
A．a→b→c→d→a
B．d→c→b→a→d
C．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a
D．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d
解析：以金属线框为研究对象，线框从右侧最高点摆至O点正下方的过程中，穿过线圈向上的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向上，再由安培定则判断出线框中感应电流的方向为a→d→c→b→a；在线框由O点正下方摆至左侧最高点的过程中，穿过线圈向上的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向下，由安培定则知线框中感应电流的方向为a→d→c→b→a.
答案：B
3.如图所示，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断中正确的是( )
A．金属环在下落过程中的机械能守恒
B．金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量
C．金属环的机械能先减小后增大
D．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力
解析：环从静止下落过程中，由于磁通量变化，导致环中出现感应电流，受到安培阻力，故除了重力做功外，还有安培力做功，则下落过程中减小的重力势能，部分用来增加动能，还有部分用来产生内能，故B正确；由于有内能产生，所以环的机械能在减少，机械能不守恒，故A、C错误；当金属环在磁铁的中间位置时，环中没有感应电流，磁铁对环没有作用力，环对磁铁也没有作用力，磁铁对桌面的压力等于其自身，故D错误．
答案：B
4.图中矩形导线圈平面和磁感线垂直，虚线为匀强磁场的边缘，线圈的左、右两边和磁场的左、右两边缘分别平行．现用与线框左边垂直(与磁场方向也垂直)的拉力先后以v和2v的速率匀速地把同一线圈拉出磁场，在拉出过程中前后两次拉力的功率之比为( )
A．1∶1 B．2∶1
C．1∶2 D．1∶4
解析：拉力的功率P＝Fv＝F安v，F安＝BIL，I＝，
E＝BLv，所以P＝，故＝2＝，故D对．
答案：D
5.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的金属线框的中点连接并悬挂于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的位置，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．金属线框最终将在磁场内做往复运动
