Question

6．如图所示，一个铜质圆环，无初速度地自位置I下落到位置Ⅱ，若圆环下落时其轴线与磁铁悬线重合，圆环面始终水平．位置I与位置Ⅱ的高度差为h，重力加速度为g，（　　）

• A． 运动时间大于 $\sqrt{\frac{2h}{g}}$
• B． 圆环中电流的方向一直不变
• C． 圆环的加速度一直小于g
• D． 圆环中生热为mgh

Answer 1

分析 分析圆环在下降过程中穿过圆环的磁通量的变化，再由楞次定律可知圆环与磁铁间的相互作用和感应电流的方向；由功能关系判定产生的热量．

解答 解：A、若环做自由落体运动，下落的时间：t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$；
因圆环从开始下降到达磁铁中间时，磁通量一直增大；而当从中间向下运动时，磁通量减小时；则由楞次定律可知，当条形磁铁靠近圆环时，感应电流阻碍其靠近，是排斥力，阻碍环的下落；
当磁铁穿过圆环远离圆环时，感应电流阻碍其远离，是吸引力，故先相互排斥，后相互吸引，阻碍环的下落；
由于环始终受到阻力，所以下落的时间延长，大于$\sqrt{\frac{2h}{g}}$．故A正确；
B、圆环从开始下降到达磁铁中间时，磁通量一直增大；而当从中间向下运动时，磁通量减小，磁通量的变化不同，则感应电流的方向不同．故B错误；
C、当环运动至磁体的正中间的位置时，穿过环的磁通量最大，而磁通量的变化量恰好为0，所以此时不受安培力的作用，环只受到重力，加速度等于g．故C错误；
D、环下降h的过程中，重力做的功转化为环的动能和内能，所以圆环生热小于mgh．故D错误．
故选：A

点评 当考查发生电磁感应时的相互作用时，可以直接利用楞次定律的第二种描述：来拒去留．