如图所示,在一固定水平放置的闭合导体圆环正上方,有一条形磁铁从静止开始下落,下落过程中始终保持竖直方向,起始高...
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如图所示,在一固定水平放置的闭合导体圆环正上方,有一条形磁铁从静止开始下落,下落过程中始终保持竖直方向,起始高度为h,最后落在水平地面上.若不计空气阻力,重力加速度取g,下列说法中正确的是
A.磁铁下落的整个过程中,圆环中的感应电流方向始终为顺时针方向(俯视圆环)
B.磁铁在整个下落过程中,圆环受到它的作用力总是竖直向下的
C.磁铁在整个下落过程中,它的机械能不变
D.磁铁落地时的速率一定等于
【回答】
B
【详解】
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,故选项A错误;
B、由楞次定律可知,感应电流总是阻碍磁铁间的相对运动,在磁铁靠近圆环的过程中为阻碍磁铁的靠近,圆环对磁铁的作用力竖直向上,在磁铁穿过圆环远离圆环的过程中,为阻碍磁铁的远离,圆环对磁铁的作用力竖直向上,则在整个过程中,圆环对磁铁的作用力始终竖直向上,根据牛顿第三定律可知圆环受到磁铁的作用力总是竖直向下,故选项B正确;
C、在磁铁下落过程中,圆环中产生感应电流,圆环中有电能产生,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,故选项C错误;
D、磁铁做自由落体运动时,则有,磁铁落地时的速度,由于磁铁下落时能量有损失,磁铁落地速度小于,故选项D错误;
故选选项B.
知识点:楞次定律
题型:选择题
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