Question

如圖，電阻為R的長直螺線管，其兩端通過電阻可忽略的導(dǎo)線相連接。一個質(zhì)量為m的小條形磁鐵A從靜止開始落入其中，經(jīng)過一段距離后以速度v做勻速運(yùn)動。假設(shè)小磁鐵在下落過程中始終沿螺線管的軸線運(yùn)動且無翻轉(zhuǎn)。     

(1)定性分析說明：小磁鐵的磁性越強(qiáng)，最后勻速運(yùn)動的速度就越�。�    

(2)最終小磁鐵做勻速運(yùn)動時，在回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢約為多少? 

Answer 1

解析：（1）根據(jù)楞次定律，小磁鐵的磁性越強(qiáng)，通過導(dǎo)線環(huán)的磁通量越大，磁通量變化越大，因此下落過程中在導(dǎo)線環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場也就越強(qiáng)，從而對小磁鐵的阻礙也就越大，小磁鐵向下運(yùn)動的加速度就越小，因此小磁鐵最后勻速運(yùn)動的速度就越小。

（2）設(shè)小磁鐵做勻速運(yùn)動時，下落距離h，在此過程中有：mgh=Q

式中Q為小磁鐵勻速下落h高度在螺線管中產(chǎn)生的熱量，其大小為

Q=△t

式中E是螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，△t是小磁鐵通過距離h所需的時間，由于小磁鐵勻速運(yùn)動，因此有：mgh=

聯(lián)立解得：E=。

【點(diǎn)評】此題以小條形磁鐵A在螺旋管中下落切入，將定性分析說明和定量計算有機(jī)結(jié)合，意在考查對電磁感應(yīng)、能量守恒定律及其相關(guān)知識的理解掌握。