Question

【題目】課堂上，老師演示了一個有趣的電磁現(xiàn)象：將一鋁管豎立，把一塊直徑比鋁管內(nèi)徑小一些的圓柱形的強磁鐵從鋁管上端由靜止釋放，強磁鐵在鋁管中始終與管壁不接觸�？梢杂^察到，相比強磁鐵自由下落，強磁鐵在鋁管中的下落會延緩許多。下課后，好奇的小明將一塊較厚的泡沫塑料墊在電子秤上，再將這個鋁管豎直固定在泡沫塑料上（用以消除電子秤內(nèi)部鐵磁性材料與磁鐵相互作用的影響），如圖所示，重復上述實驗操作。在強磁鐵由靜止釋放至落到泡沫塑料上之前，關于強磁鐵的運動和受力情況，下列情況可能發(fā)生的是（　　）

A. 先加速下落后減速下落

B. 始終做加速運動，且加速度不斷增大

C. 所受合力方向豎直向上

D. 所受鋁管對它的作用力越來越大

Answer 1

【答案】D

【解析】

A、強磁鐵在下落的過程中，鋁管切割磁感線產(chǎn)生感生電流，受到磁鐵所給的向下安培力作用，磁鐵受到向上的安培力反作用力。初始階段，磁鐵的速度較小，在鋁管中產(chǎn)生的安培力較小，磁鐵受到的向下重力大于向上的安培力反作用力，于是向下做加速度減小的加速運動。如果鋁管足夠長，磁鐵的加速度減小到零，此時磁鐵受到的向下重力等于向上的安培力反作用力，之后磁鐵向下做勻速運動。A、B均錯誤；

C、由以上分析可知，如果鋁管足夠長，強磁鐵在運動過程中，所受合力方向先豎直向下后減為零，C錯誤；

D、由于強磁鐵在鋁管中運動的速度越來越大，鋁管切割磁感線產(chǎn)生感生電流越來越大，受到磁鐵所給的向下安培力越來越大，鋁管對強磁鐵的安培力反作用力也隨之越來越大，這是強磁鐵落到泡沫塑料上時還沒有達到最大速度或者剛好達到最大速度的情況，D正確。