Question

5．如圖所示，在一固定水平放置的閉合導體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵，從離地面高h處，由靜止開始下落，最后落在水平地面上．磁鐵下落過程中始終保持豎直方向，并從圓環(huán)中心穿過圓環(huán)，而不與圓環(huán)接觸．若不計空氣阻力，重力加速度為g，下列說法中正確的是（　�。�

• A． 在磁鐵下落的整個過程中，圓環(huán)中的感應電流方向先逆時針后順時針（從上向下看圓環(huán)）
• B． 磁鐵在整個下落過程中，所受線圈對它的作用力先豎直向上后豎直向下
• 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小于$\sqrt{2gh}$

Answer 1

分析 A、由楞次定律可以判斷出感應電流的方向；
B、由楞次定律判斷磁鐵在下落過程中所受線圈作用力的方向；
C、應用能量守恒定律分析答題；
D、假設磁鐵做自由落體運動，求出磁鐵落地時的速度，然后判斷磁鐵落地時速度大小

解答 解：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)中的感應電流先沿逆時針方向，后沿順時針方向，故A正確；
B、由楞次定律可知，感應電流總是阻礙磁鐵間的相對運動，在磁鐵靠近線圈的過程中為阻礙磁鐵的靠近，線圈對磁鐵的作用力豎直向上，在磁鐵穿過線圈遠離線圈的過程中，為阻礙磁鐵的遠離，線圈對磁鐵的作用力豎直向上，則在整個過程中，線圈對磁鐵的作用力始終豎直向上，故B錯誤；
C、在磁鐵下落過程中，線圈中產(chǎn)生感應電流，線圈中有電能產(chǎn)生，磁鐵在整個下落過程中，磁鐵的機械能轉化為電能，由能量守恒定律可知，磁鐵的機械能減少，故C錯誤；
D、磁鐵做自由落體運動時，v²=2gh，磁鐵落地時的速度v=$\sqrt{2gh}$，由于磁鐵下落時能量有損失，磁鐵落地速度小于$\sqrt{2gh}$，故D正確；
故選：AD．

點評 本題考查了楞次定律的應用，正確理解楞次定律阻礙的含義是正確解題的關鍵，同時掌握機械能守恒的條件，注意不是只受重力即為守恒，而是只有重力做功．