Question

【題目】如圖所示，在一固定水平放置的閉合導(dǎo)體圓環(huán)正上方，有一條形磁鐵從靜止開始下落，下落過程中始終保持豎直方向，起始高度為h，最后落在水平地面上。若不計空氣阻力，重力加速度取g，下列說法中正確的是

A. 磁鐵下落的整個過程中，圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向始終為順時針方向(俯視圓環(huán))

B. 磁鐵在整個下落過程中，圓環(huán)受到它的作用力總是豎直向下的

C. 磁鐵在整個下落過程中，它的機械能不變

D. 磁鐵落地時的速率一定等于

Answer 1

【答案】B

【解析】

A、由圖示可知，在磁鐵下落過程中，穿過圓環(huán)的磁場方向向下，在磁鐵靠近圓環(huán)時，穿過圓環(huán)的磁通量變大，在磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)時穿過圓環(huán)的磁通量減小，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應(yīng)電流先沿逆時針方向，后沿順時針方向，故選項A錯誤；

B、由楞次定律可知，感應(yīng)電流總是阻礙磁鐵間的相對運動，在磁鐵靠近圓環(huán)的過程中為阻礙磁鐵的靠近，圓環(huán)對磁鐵的作用力豎直向上，在磁鐵穿過圓環(huán)遠(yuǎn)離圓環(huán)的過程中，為阻礙磁鐵的遠(yuǎn)離，圓環(huán)對磁鐵的作用力豎直向上，則在整個過程中，圓環(huán)對磁鐵的作用力始終豎直向上，根據(jù)牛頓第三定律可知圓環(huán)受到磁鐵的作用力總是豎直向下，故選項B正確；

C、在磁鐵下落過程中，圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，圓環(huán)中有電能產(chǎn)生，磁鐵在整個下落過程中，磁鐵的機械能轉(zhuǎn)化為電能，由能量守恒定律可知，磁鐵的機械能減少，故選項C錯誤；

D、磁鐵做自由落體運動時，則有，磁鐵落地時的速度，由于磁鐵下落時能量有損失，磁鐵落地速度小于，故選項D錯誤；

故選選項B。