题目内容

如图所示,在一固定水平放置的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁,从离地面高h处,由静止开始下落,最后落在水平地面上.磁铁下落过程中始终保持竖直方向,并从圆环中心穿过圆环,而不与圆环接触.若不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法中正确的是(  )
分析:A、由楞次定律可以判断出感应电流的方向;
B、由楞次定律判断磁铁在下落过程中所受线圈作用力的方向;
C、应用能量守恒定律分析答题;
D、假设磁铁做自由落体运动,求出磁铁落地时的速度,然后判断磁铁落地时速度大小.
解答:解:A、由图示可知,在磁铁下落过程中,穿过圆环的磁场方向向下,在磁铁靠近圆环时,穿过圆环的磁通量变大,在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量减小,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流先沿逆时针方向,后沿顺时针方向,故A正确;
B、由楞次定律可知,感应电流总是阻碍磁铁间的相对运动,在磁铁靠近线圈的过程中为阻碍磁铁的靠近,线圈对磁铁的作用力竖直向上,在磁铁穿过线圈远离线圈的过程中,为阻碍磁铁的远离,线圈对磁铁的作用力竖直向上,则在你整个过程中,线圈对磁铁的作用力始终竖直向上,故B错误;
C、在磁铁下落过程中,线圈中产生感应电流,线圈中有电能产生,磁铁在整个下落过程中,磁铁的机械能转化为电能,由能量守恒定律可知,磁铁的机械能减少,故C错误;
D、磁铁做自由落体运动时,v2=2gh,磁铁落地时的速度v=
2gh
,由于磁铁下落时能量有损失,磁铁落地速度小于
2gh
,故D错误;
故选A.
点评:本题考查了楞次定律的应用,正确理解楞次定律阻碍的含义是正确解题的关键.
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