問題詳情:
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,最後落在水平地面上.若不計空氣阻力,重力加速度取g,下列説法中正確的是
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於
【回答】
B
【詳解】
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,後沿順時針方向,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,由能量守恆定律可知,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,由於磁鐵下落時能量有損失,磁鐵落地速度小於,故選項D錯誤;
故選選項B.
知識點:楞次定律
題型:選擇題