Question

如圖所示，通有穩恒電流的長直螺線管豎直放置，銅環R沿螺線管的軸線加速下落。在下落過程中，環面始終保持水平。銅環先后經過軸線上1、2、3位置時的加速度分別為a1、a2、a3。位置2處于螺線管的中心，位置1、3與位置2等距離。設重力加速度為g，則：（    ）

A．a??1＜a2＝g         B．a3＜a1＜g 

C．a1＝a3＜a2        D．a3＜a1＜a??2

Answer 1

綜合考慮則有：a3＜a1＜a2＝g，答案為（ABD）

解析:

通過恒定電流的螺線管周圍及內部磁場分布類似于條形磁體，銅環下落過程中，通過1位置時磁通量在增加，通過2位置時磁通量最大，通過3位置時磁通量在減少。可以用楞次定律判斷銅環中感應電流的磁場方向，確定銅環所受作用力的方向，從而分析銅環運動過程中的加速度。

本題更直接的方法是應用楞次定律的廣義表述：感應電流的效果總是阻礙引起感應電流的原因；當銅環經過1位置時，正在靠近螺線管，銅環受到的磁場力阻礙銅環靠近螺線管（來拒），則加速度a1＜g；當銅環經過位置3時，正在遠離螺線管，銅環受到的磁場力阻礙銅環遠離螺線管（去留），則加速度a3＜g；當銅環經過2位置時，環中磁通量最大，且運動方向與磁場平行，故不產生感應電流，則加速度a2＝g。

又由于從1位置經2位置到3位置的過程中，銅環的速度在逐漸增加，即V3＞V1，故銅環在3位置處所受磁場力比在1位置時所受磁場力大，故a1＞a3。