Question

【题目】某同学利用如图装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。内阻不计的螺线管固定在铁架台上，线圈与电流传感器、电压传感器和电阻连接。将磁铁置于螺线管正上方由静止释放，穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落过程中受到的阻力远小于磁铁的重力，并且磁铁不发生转动），释放点到海绵垫高度差为h。

计算机屏幕上显示出如图的UI—t曲线。

(1)图象中UI出现前后两个峰值，对比实验过程发现，这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，第二个峰值大于第一个峰值的原因是______________________________；

(2)如果仅将h略微减小，两个峰值都会_______________（选填“减小”“不变”或“增大”）；

(3)如果仅增大电阻的阻值，两个峰值都会_______________（选填“减小”“不变”或“增大”）。

Answer 1

【答案】磁铁离开螺线管时的速度大于进入螺线管时的速度 减小 减小

【解析】

（1）[1]磁铁速度越大，感应电动势和感应电流就越大，UI就越大，第二个峰值大于第一个峰值的原因是：磁铁离开螺线管时的速度大于进入螺线管时的速度。

（2）[2]当h减小时，磁铁进入线框的速度减小，导致线框中磁通量的变化率减小，感应电动势和感应电流就减小，UI就减小，因此两个峰值都会减小。

（3）[3] 螺线管的内阻不计，电动势等于路端电压，如果仅增大电阻的阻值，电流减小，UI就减小，两个峰值都会减小。