Question

【題目】如圖所示，在一固定水平放置的閉合導體圓環正上方，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，圓環中的感應電流方向始終為順時針方向(俯視圓環)

B. 磁鐵在整個下落過程中，圓環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，穿過圓環的磁場方向向下，在磁鐵靠近圓環時，穿過圓環的磁通量變大，在磁鐵遠離圓環時穿過圓環的磁通量減小，由楞次定律可知，從上向下看，圓環中的感應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，感應電流總是阻礙磁鐵間的相對運動，在磁鐵靠近圓環的過程中為阻礙磁鐵的靠近，圓環對磁鐵的作用力豎直向上，在磁鐵穿過圓環遠離圓環的過程中，為阻礙磁鐵的遠離，圓環對磁鐵的作用力豎直向上，則在整個過程中，圓環對磁鐵的作用力始終豎直向上，根據牛頓第三定律可知圓環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，圓環中產生感應電流，圓環中有電能產生，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。