问题
选择题
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简谐运动

答案
A、金属线框进入磁场时,由于电磁感应,产生电流,根据楞次定律判断电流的方向为 a→d→c→b→a,故A错误.
B、金属线框离开磁场时由于电磁感应,产生电流,根据楞次定律判断电流的方向为a→b→c→d→a,故B错误.
C、D、根据能量转化和守恒,线圈每次经过边界时都会消耗机械能,故可知,金属线框 dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等.如此往复摆动,最终金属线框在匀强磁场内摆动,由于 od≤L,单摆做简谐运动的条件是摆角小于等于 10 度,故最终在磁场内做简谐运动,故D正确.
故选D.