Question

如圖所示，鋁質的圓筒形管豎直立在水平桌面上，一條形磁鐵從鋁管的正上方由靜止開始下落，然后從管內下落到水平桌面上．已知磁鐵下落過程中不與管壁接觸，不計空氣阻力，下列判斷正確的是（　　）

• A、磁鐵在整個下落過程中做自由落體運動
• B、磁鐵在管內下落過程中機械能守恒
• C、磁鐵在管內下落過程中，鋁管對桌面的壓力大于鋁管的重力
• D、磁鐵在下落過程中動能的增加量小于其重力勢能的減少量

Answer 1

分析：條形磁鐵通過鋁管時，導致鋁管的磁通量發(fā)生變化，從而產生感應電流，產生的感應磁場阻礙原磁場磁通量的變化，導致條形磁鐵受到一定阻力，因而機械能不守恒；根據楞次定律得出鋁管對桌面的壓力大于鋁管的重力．

解答：解：A、B磁鐵在鋁管中運動的過程中，鋁管的磁通量發(fā)生變化，產生感應電流，磁鐵受到向上的安培力的阻礙，鋁管中產生熱能，所以磁鐵的機械能不守恒，磁鐵做的是非自由落體運動，故A、B錯誤．
C、磁鐵在整個下落過程中，由楞次定律：來拒去留，可知，鋁管受到的安培力向下，則鋁管對桌面的壓力大于鋁管的重力，故C正確；
D、磁鐵在整個下落過程中，除重力做功外，還有安培力做負功，導致減小的重力勢能，部分轉化動能外，還有產生內能．所以根據能量轉化和守恒定律可知：磁鐵在下落過程中動能的增加量小于其重力勢能的減少量．故D正確；
故選：CD

點評：對于楞次定律可這樣來理解安培力：來拒去留，當強磁鐵過來時，就拒絕它；當離開時就挽留它．并涉及機械能守恒的條件，同時考查能量守恒關系．