Question

17．如图所示，将一铝管竖立在水平桌面上，把一块直径比铝管内径小一些的圆柱形的强磁铁从铝管上端由静止释放，强磁铁在铝管中始终与管壁不接触．则强磁铁在下落过程中（　　）

• A． 若增加强磁铁的磁性，可使其到达铝管底部的速度变小
• B． 铝管对水平桌面的压力一定逐渐变大
• C． 强磁铁落到铝管底部的动能等于减少的重力势能
• D． 强磁铁先加速后减速

Answer 1

分析 磁铁通过铝管时，导致铝管的磁通量发生变化，从而产生感应电流，出现感应磁场要阻碍原磁场的变化，导致条形磁铁受到一定阻力，因而机械能不守恒；在下落过程中导致铝管产生热能；根据楞次定律得出铝管对桌面的压力大于铝管的重力．

解答 解：A、磁铁通过铝管时，导致铝管的磁通量发生变化，从而产生感应电流，感应电流阻碍磁铁相对于铝管的运动；结合法拉第电磁感应定律可知，磁铁的磁场越强、磁铁运动的速度越快，则感应电流越大，感应电流对磁铁的阻碍作用也越大；所以若增加强磁铁的磁性，可使其到达铝管底部的速度变小．故A正确；
B、D、磁铁在整个下落过程中，由楞次定律：来拒去留可知，铝管对桌面的压力大于铝管的重力；
同时，结合法拉第电磁感应定律可知，磁铁运动的速度越快，则感应电流越大，感应电流对磁铁的阻碍作用也越大，所以磁铁将向下做加速度逐渐减小的加速运动．磁铁可能一直向下做加速运动，也可能磁铁先向下做加速运动，最后做匀速直线运动，不可能出现减速运动；
若磁铁先向下做加速运动，最后做匀速直线运动，则铝管对水平桌面的压力先逐渐变大，最后保持不变．故B错误，D错误；
C、磁铁在整个下落过程中，除重力做功外，还有产生感应电流对应的安培力做功，导致减小的重力势能，部分转化动能外，还有产生内能，动能的增加量小于重力势能的减少量．故C错误；
故选：A

点评 考查楞次定律：根据来拒去留，当强磁铁过来时，就拒绝它；当离开时就挽留它．并涉及机械能守恒的条件，同时考查能量守恒关系．