题目内容

13.如图所示,轻弹簧上端固定,下端悬挂一质量为m的条形磁铁,条形磁铁穿过固定的水平闭合金属线圈,静止时磁铁中心在线圈不面上,弹簧伸长量为x;将条形磁铁托起到弹簧压缩量为x后由静止放开,条形磁铁会上下运动并逐渐停下来.不计空气阻力的影响,重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内,则(  )
A.弹簧处于原长时,条形磁铁的加速度可能大于g
B.条形磁铁中央通过线圈时,线圈中的感应电流为0
C.条形磁铁向下运动时,线圈始终受到向上的安培力作用
D.线圈在整个过程中产生的焦耳热为2mgx

分析 利用楞次定律判断线圈所受安培力的方向,并利用楞次定律力的角度“来拒去留”去分析安培力方向,最后依据能量守恒定律,即可求解产生的焦耳热是来自于重力势能的减小.

解答 解:A、弹簧处于原长时,没有弹力,除受到重力外,若磁铁向上运动,则受到向下的安培阻力,若向下运动,则受到向上的安培阻力,因此磁铁的加速度可能大于g,故A正确;
B、磁铁中央通过线圈时,线圈的磁通量变化率为零,则线圈中感应电流为零,最小,故B正确;
C、当磁铁向下运动时,根据楞次定律:来拒去留,则磁铁受到向上的安培力,那么线圈受到的安培力方向向下,故C错误;
D、根据能量守恒定律,从静止至停止,弹簧的弹性势能不变,那么减小的重力势能转化为电能,从而产生焦耳热为Q=mgh=2mgx,故D正确;
故选:ABD.

点评 本题巧妙的考查了楞次定律的应用,只要记住“来拒去留”这一规律,并注意C选项,磁铁受到的阻碍,安培力方向向上,那么线圈受到的安培力则向下.

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