如图所示，光滑绝缘水平面上嵌入一无限长通电直导线．一质量为0.02kg的金属环在该平面内以大小v0=2m/s、方向与电流方向成60°角的初速度滑出．则（）A.金属环最终将静止在水平面上

Question

如图所示，光滑绝缘水平面上嵌入一无限长通电直导线．一质量为0.02kg的金属环在该平面内以大小v₀=2m/s、方向与电流方向成60°角的初速度滑出．则（　　）

A. 金属环最终将静止在水平面上的某处

B. 金属环最终沿垂直导线方向做匀速直线运动

C. 金属环受安培力方向始终和受到方向相反

D. 金属环中产生的电能最多为0.03J

Answer 1

A、金属环周围有环形的磁场，金属环向右运动，磁通量减小，根据“来拒去留”可知，所受的安培力与运动方向相反，使金属环在垂直导线方向做减速运动，当垂直导线方向的速度减为零，只剩沿导线方向的速度，然后磁通量不变，无感应电流，水平方向合力为零，故为匀速直线运动，故AB错误，C正确．
D、由题意知：
沿导线方向分速度v₁=v₀•cos60°=2×(1)/(2)=1m/s
根据动能定理解得：(1)/(2)

mv

2 1

-(1)/(2)

mv

2 0

=Q
代入数值解得：
Q=-0.03J
故环中最多产生0.03J的电能，故D正确；
故选：CD